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 void delete_ng(NGConstant *ng)
 170 {
 171         if (ng) {
 172                 mpz_clear(ng->N);
 173                 mpz_clear(ng->g);
 174                 free(ng);
 175         }
 176 }
 177
 178 static NGConstant *new_ng( SRP_NGType ng_type, const char *n_hex, const char *g_hex )
 179 {
 180         NGConstant *ng = (NGConstant *) malloc(sizeof(NGConstant));
 181         mpz_init(ng->N);
 182         mpz_init(ng->g);
 183
 184         if (!ng)
 185                 return 0;
 186
 187         if (ng_type != SRP_NG_CUSTOM) {
 188                 n_hex = global_Ng_constants[ ng_type ].n_hex;
 189                 g_hex = global_Ng_constants[ ng_type ].g_hex;
 190         }
 191
 192         int rv = 0;
 193         rv = mpz_set_str(ng->N, n_hex, 16);
 194         rv = rv | mpz_set_str(ng->g, g_hex, 16);
 195
 196         if (rv) {
 197                 delete_ng(ng);
 198                 return 0;
 199         }
 200
 201         return ng;
 202 }
 203
 204
 205 typedef union
 206 {
 207         SHA_CTX    sha;
 208         SHA256_CTX sha256;
 209         //SHA512_CTX sha512;
 210 } HashCTX;
 211
 212
 213 struct SRPVerifier
 214 {
 215         SRP_HashAlgorithm hash_alg;
 216         NGConstant *ng;
 217
 218         char *username;
 219         unsigned char *bytes_B;
 220         int authenticated;
 221
 222         unsigned char M[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 223         unsigned char H_AMK[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 224         unsigned char session_key[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 225 };
 226
 227
 228 struct SRPUser
 229 {
 230         SRP_HashAlgorithm hash_alg;
 231         NGConstant *ng;
 232
 233         mpz_t a;
 234         mpz_t A;
 235         mpz_t S;
 236
 237         unsigned char *bytes_A;
 238         int authenticated;
 239
 240         char *username;
 241         char *username_verifier;
 242         unsigned char *password;
 243         size_t password_len;
 244
 245         unsigned char M[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 246         unsigned char H_AMK[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 247         unsigned char session_key[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 248 };
 249
 250
 251 static int hash_init(SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *c)
 252 {
 253         switch (alg) {
 254 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 255                 case SRP_SHA1: return SHA1_Init(&c->sha);
 256 #endif
 257                 /*case SRP_SHA224: return SHA224_Init(&c->sha256);*/
 258 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 259                 case SRP_SHA256: return SHA256_Init(&c->sha256);
 260 #endif
 261                 /*case SRP_SHA384: return SHA384_Init(&c->sha512);
 262                 case SRP_SHA512: return SHA512_Init(&c->sha512);*/
 263                 default: return -1;
 264         };
 265 }
 266 static int hash_update( SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *c, const void *data, size_t len )
 267 {
 268         switch (alg) {
 269 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 270                 case SRP_SHA1: return SHA1_Update(&c->sha, data, len);
 271 #endif
 272                 /*case SRP_SHA224: return SHA224_Update(&c->sha256, data, len);*/
 273 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 274                 case SRP_SHA256: return SHA256_Update(&c->sha256, data, len);
 275 #endif
 276                 /*case SRP_SHA384: return SHA384_Update( &c->sha512, data, len );
 277                 case SRP_SHA512: return SHA512_Update( &c->sha512, data, len );*/
 278                 default: return -1;
 279         };
 280 }
 281 static int hash_final( SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *c, unsigned char *md )
 282 {
 283         switch (alg) {
 284 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 285                 case SRP_SHA1: return SHA1_Final(md, &c->sha);
 286 #endif
 287                 /*case SRP_SHA224: return SHA224_Final(md, &c->sha256);*/
 288 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 289                 case SRP_SHA256: return SHA256_Final(md, &c->sha256);
 290 #endif
 291                 /*case SRP_SHA384: return SHA384_Final(md, &c->sha512);
 292                 case SRP_SHA512: return SHA512_Final(md, &c->sha512);*/
 293                 default: return -1;
 294         };
 295 }
 296 static unsigned char *hash(SRP_HashAlgorithm alg, const unsigned char *d, size_t n, unsigned char *md)
 297 {
 298         switch (alg) {
 299 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 300                 case SRP_SHA1: return SHA1(d, n, md);
 301 #endif
 302                 /*case SRP_SHA224: return SHA224( d, n, md );*/
 303 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 304                 case SRP_SHA256: return SHA256(d, n, md);
 305 #endif
 306                 /*case SRP_SHA384: return SHA384( d, n, md );
 307                 case SRP_SHA512: return SHA512( d, n, md );*/
 308                 default: return 0;
 309         };
 310 }
 311 static size_t hash_length(SRP_HashAlgorithm alg)
 312 {
 313         switch (alg) {
 314 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 315                 case SRP_SHA1: return SHA_DIGEST_LENGTH;
 316 #endif
 317                 /*case SRP_SHA224: return SHA224_DIGEST_LENGTH;*/
 318 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 319                 case SRP_SHA256: return SHA256_DIGEST_LENGTH;
 320 #endif
 321                 /*case SRP_SHA384: return SHA384_DIGEST_LENGTH;
 322                 case SRP_SHA512: return SHA512_DIGEST_LENGTH;*/
 323                 default: return -1;
 324         };
 325 }
 326
 327 inline static int mpz_num_bytes(const mpz_t op)
 328 {
 329         return (mpz_sizeinbase (op, 2) + 7) / 8;
 330 }
 331
 332 inline static void mpz_to_bin(const mpz_t op, unsigned char *to)
 333 {
 334         mpz_export(to, NULL, 1, 1, 1, 0, op);
 335 }
 336
 337 inline static void mpz_from_bin(const unsigned char *s, size_t len, mpz_t ret)
 338 {
 339         mpz_import(ret, len, 1, 1, 1, 0, s);
 340 }
 341
 342 // set op to (op1 * op2) mod d, using tmp for the calculation
 343 inline static void mpz_mulm(mpz_t op, const mpz_t op1, const mpz_t op2, const mpz_t d, mpz_t tmp)
 344 {
 345         mpz_mul(tmp, op1, op2);
 346         mpz_mod(op, tmp, d);
 347 }
 348
 349 // set op to (op1 + op2) mod d, using tmp for the calculation
 350 inline static void mpz_addm( mpz_t op, const mpz_t op1, const mpz_t op2, const mpz_t d, mpz_t tmp )
 351 {
 352         mpz_add(tmp, op1, op2);
 353         mpz_mod(op, tmp, d);
 354 }
 355
 356 // set op to (op1 - op2) mod d, using tmp for the calculation
 357 inline static void mpz_subm(mpz_t op, const mpz_t op1, const mpz_t op2, const mpz_t d, mpz_t tmp)
 358 {
 359         mpz_sub(tmp, op1, op2);
 360         mpz_mod(op, tmp, d);
 361 }
 362
 363 static int H_nn(mpz_t result, SRP_HashAlgorithm alg, const mpz_t N, const mpz_t n1, const mpz_t n2)
 364 {
 365         unsigned char buff[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 366         size_t len_N = mpz_num_bytes(N);
 367         size_t len_n1 = mpz_num_bytes(n1);
 368         size_t len_n2 = mpz_num_bytes(n2);
 369         size_t nbytes = len_N + len_N;
 370         unsigned char *bin = (unsigned char *) malloc(nbytes);
 371         if (!bin)
 372                 return 0;
 373         if (len_n1 > len_N || len_n2 > len_N) {
 374                 free(bin);
 375                 return 0;
 376         }
 377         memset(bin, 0, nbytes);
 378         mpz_to_bin(n1, bin + (len_N - len_n1));
 379         mpz_to_bin(n2, bin + (len_N + len_N - len_n2));
 380         hash( alg, bin, nbytes, buff );
 381         free(bin);
 382         mpz_from_bin(buff, hash_length(alg), result);
 383         return 1;
 384 }
 385
 386 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)
 387 {
 388         unsigned char buff[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 389         size_t nbytes = len_n + len_bytes;
 390         unsigned char *bin = (unsigned char *) malloc(nbytes);
 391         if (!bin)
 392                 return 0;
 393         memcpy(bin, n, len_n);
 394         memcpy(bin + len_n, bytes, len_bytes);
 395         hash(alg, bin, nbytes, buff);
 396         free(bin);
 397         mpz_from_bin(buff, hash_length(alg), result);
 398         return 1;
 399 }
 400
 401 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)
 402 {
 403         unsigned char ucp_hash[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 404         HashCTX ctx;
 405         hash_init(alg, &ctx);
 406
 407         srp_dbg_data((char*) username, strlen(username), "Username for x: ");
 408         srp_dbg_data((char*) password, password_len, "Password for x: ");
 409         hash_update(alg, &ctx, username, strlen(username));
 410         hash_update(alg, &ctx, ":", 1);
 411         hash_update(alg, &ctx, password, password_len);
 412
 413         hash_final(alg, &ctx, ucp_hash);
 414
 415         return H_ns(result, alg, salt, salt_len, ucp_hash, hash_length(alg));
 416 }
 417
 418 static void update_hash_n(SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *ctx, const mpz_t n)
 419 {
 420         size_t len = mpz_num_bytes(n);
 421         unsigned char* n_bytes = (unsigned char *) malloc(len);
 422         if (!n_bytes)
 423                 return;
 424         mpz_to_bin(n, n_bytes);
 425         hash_update(alg, ctx, n_bytes, len);
 426         free(n_bytes);
 427 }
 428
 429 static void hash_num( SRP_HashAlgorithm alg, const mpz_t n, unsigned char *dest )
 430 {
 431         int nbytes = mpz_num_bytes(n);
 432         unsigned char *bin = (unsigned char *) malloc(nbytes);
 433         if(!bin)
 434                 return;
 435         mpz_to_bin(n, bin);
 436         hash(alg, bin, nbytes, dest);
 437         free(bin);
 438 }
 439
 440 static void calculate_M(SRP_HashAlgorithm alg, NGConstant *ng, unsigned char *dest,
 441         const char *I, const unsigned char *s_bytes, size_t s_len,
 442         const mpz_t A, const mpz_t B, const unsigned char *K)
 443 {
 444         unsigned char H_N[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 445         unsigned char H_g[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 446         unsigned char H_I[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 447         unsigned char H_xor[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 448         HashCTX ctx;
 449         size_t i = 0;
 450         size_t hash_len = hash_length(alg);
 451
 452         hash_num(alg, ng->N, H_N);
 453         hash_num(alg, ng->g, H_g);
 454
 455         hash(alg, (const unsigned char *)I, strlen(I), H_I);
 456
 457
 458         for (i = 0; i < hash_len; i++ )
 459                 H_xor[i] = H_N[i] ^ H_g[i];
 460
 461         hash_init(alg, &ctx);
 462
 463         hash_update(alg, &ctx, H_xor, hash_len);
 464         hash_update(alg, &ctx, H_I, hash_len);
 465         hash_update(alg, &ctx, s_bytes, s_len);
 466         update_hash_n(alg, &ctx, A);
 467         update_hash_n(alg, &ctx, B);
 468         hash_update(alg, &ctx, K, hash_len);
 469
 470         hash_final(alg, &ctx, dest);
 471 }
 472
 473 static void calculate_H_AMK(SRP_HashAlgorithm alg, unsigned char *dest, const mpz_t A, const unsigned char *M, const unsigned char *K)
 474 {
 475         HashCTX ctx;
 476
 477         hash_init(alg, &ctx);
 478
 479         update_hash_n(alg, &ctx, A);
 480         hash_update(alg, &ctx, M, hash_length(alg));
 481         hash_update(alg, &ctx, K, hash_length(alg));
 482
 483         hash_final(alg, &ctx, dest);
 484 }
 485
 486
 487 struct srp_pcgrandom {
 488         unsigned long long int m_state;
 489         unsigned long long int m_inc;
 490 }; typedef struct srp_pcgrandom srp_pcgrandom;
 491
 492 static unsigned long int srp_pcgrandom_next(srp_pcgrandom *r)
 493 {
 494         unsigned long long int oldstate = r->m_state;
 495         r->m_state = oldstate * 6364136223846793005ULL + r->m_inc;
 496
 497         unsigned long int xorshifted = ((oldstate >> 18u) ^ oldstate) >> 27u;
 498         unsigned long int rot = oldstate >> 59u;
 499         return (xorshifted >> rot) | (xorshifted << ((-rot) & 31));
 500 }
 501
 502 static void srp_pcgrandom_seed(srp_pcgrandom *r, unsigned long long int state,
 503         unsigned long long int  seq)
 504 {
 505         r->m_state = 0U;
 506         r->m_inc = (seq << 1u) | 1u;
 507         srp_pcgrandom_next(r);
 508         r->m_state += state;
 509         srp_pcgrandom_next(r);
 510 }
 511
 512
 513 static int fill_buff()
 514 {
 515         g_rand_idx = 0;
 516
 517 #ifdef WIN32
 518         HCRYPTPROV wctx;
 519 #else
 520         FILE *fp = 0;
 521 #endif
 522
 523 #ifdef WIN32
 524
 525         CryptAcquireContext(&wctx, NULL, NULL, PROV_RSA_FULL, CRYPT_VERIFYCONTEXT);
 526         CryptGenRandom(wctx, sizeof(g_rand_buff), (BYTE*) g_rand_buff);
 527         CryptReleaseContext(wctx, 0);
 528
 529         return 1;
 530
 531 #else
 532         fp = fopen("/dev/urandom", "r");
 533
 534         if (fp) {
 535                 fread(g_rand_buff, sizeof(g_rand_buff), 1, fp);
 536                 fclose(fp);
 537         } else {
 538                 srp_pcgrandom *r = (srp_pcgrandom *) malloc(sizeof(srp_pcgrandom));
 539                 srp_pcgrandom_seed(r, time(NULL) ^ clock(), 0xda3e39cb94b95bdbULL);
 540                 size_t i = 0;
 541                 for (i = 0; i < RAND_BUFF_MAX; i++) {
 542                         g_rand_buff[i] = srp_pcgrandom_next(r);
 543                 }
 544         }
 545 #endif
 546         return 1;
 547 }
 548
 549 static void mpz_fill_random(mpz_t num)
 550 {
 551         // was call: BN_rand(num, 256, -1, 0);
 552         if (RAND_BUFF_MAX - g_rand_idx < 32)
 553                 fill_buff();
 554         mpz_from_bin((const unsigned char *) (&g_rand_buff[g_rand_idx]), 32, num);
 555         g_rand_idx += 32;
 556 }
 557
 558 static void init_random()
 559 {
 560         if (g_initialized)
 561                 return;
 562         g_initialized = fill_buff();
 563 }
 564
 565 #define srp_dbg_num(num, text) ;
 566 /*void srp_dbg_num(mpz_t num, char * prevtext)
 567 {
 568         int len_num = mpz_num_bytes(num);
 569         char *bytes_num = (char*) malloc(len_num);
 570         mpz_to_bin(num, (unsigned char *) bytes_num);
 571         srp_dbg_data(bytes_num, len_num, prevtext);
 572         free(bytes_num);
 573
 574 }*/
 575
 576 /***********************************************************************************************************
 577  *
 578  *  Exported Functions
 579  *
 580  ***********************************************************************************************************/
 581
 582 void srp_create_salted_verification_key( SRP_HashAlgorithm alg,
 583         SRP_NGType ng_type, const char *username_for_verifier,
 584         const unsigned char *password, size_t len_password,
 585         unsigned char **bytes_s,  size_t *len_s,
 586         unsigned char **bytes_v, size_t *len_v,
 587         const char *n_hex, const char *g_hex )
 588 {
 589         mpz_t v; mpz_init(v);
 590         mpz_t x; mpz_init(x);
 591         NGConstant *ng = new_ng(ng_type, n_hex, g_hex);
 592
 593         if(!ng)
 594                 goto cleanup_and_exit;
 595
 596         init_random(); /* Only happens once */
 597
 598         if (*bytes_s == NULL) {
 599                 *len_s = 16;
 600                 if (RAND_BUFF_MAX - g_rand_idx < 16)
 601                         fill_buff();
 602                 *bytes_s = (unsigned char*)malloc(sizeof(char) * 16);
 603                 memcpy(*bytes_s, &g_rand_buff + g_rand_idx, sizeof(char) * 16);
 604                 g_rand_idx += 16;
 605         }
 606
 607
 608         if (!calculate_x(x, alg, *bytes_s, *len_s, username_for_verifier,
 609                         password, len_password))
 610                 goto cleanup_and_exit;
 611
 612         srp_dbg_num(x, "Server calculated x: ");
 613
 614         mpz_powm(v, ng->g, x, ng->N);
 615
 616         *len_v = mpz_num_bytes(v);
 617
 618         *bytes_v = (unsigned char*)malloc(*len_v);
 619
 620         if (!bytes_v)
 621                 goto cleanup_and_exit;
 622
 623         mpz_to_bin(v, *bytes_v);
 624
 625 cleanup_and_exit:
 626         delete_ng( ng );
 627         mpz_clear(v);
 628         mpz_clear(x);
 629 }
 630
 631
 632
 633 /* Out: bytes_B, len_B.
 634  *
 635  * On failure, bytes_B will be set to NULL and len_B will be set to 0
 636  */
 637 struct SRPVerifier *srp_verifier_new(SRP_HashAlgorithm alg,
 638         SRP_NGType ng_type, const char *username,
 639         const unsigned char *bytes_s, size_t len_s,
 640         const unsigned char *bytes_v, size_t len_v,
 641         const unsigned char *bytes_A, size_t len_A,
 642         const unsigned char *bytes_b, size_t len_b,
 643         unsigned char **bytes_B, size_t *len_B,
 644         const char *n_hex, const char *g_hex )
 645 {
 646         mpz_t v; mpz_init(v); mpz_from_bin(bytes_v, len_v, v);
 647         mpz_t A; mpz_init(A); mpz_from_bin(bytes_A, len_A, A);
 648         mpz_t u; mpz_init(u);
 649         mpz_t B; mpz_init(B);
 650         mpz_t S; mpz_init(S);
 651         mpz_t b; mpz_init(b);
 652         mpz_t k; mpz_init(k);
 653         mpz_t tmp1; mpz_init(tmp1);
 654         mpz_t tmp2; mpz_init(tmp2);
 655         mpz_t tmp3; mpz_init(tmp3);
 656         size_t ulen = strlen(username) + 1;
 657         NGConstant *ng = new_ng(ng_type, n_hex, g_hex);
 658         struct SRPVerifier *ver = 0;
 659
 660         *len_B = 0;
 661         *bytes_B = 0;
 662
 663         if (!ng)
 664                 goto cleanup_and_exit;
 665
 666         ver = (struct SRPVerifier *) malloc( sizeof(struct SRPVerifier) );
 667
 668         if (!ver)
 669                 goto cleanup_and_exit;
 670
 671         init_random(); /* Only happens once */
 672
 673         ver->username = (char *) malloc(ulen);
 674         ver->hash_alg = alg;
 675         ver->ng = ng;
 676
 677         if (!ver->username) {
 678                 free(ver);
 679                 ver = 0;
 680                 goto cleanup_and_exit;
 681         }
 682
 683         memcpy((char*)ver->username, username, ulen);
 684
 685         ver->authenticated = 0;
 686
 687         /* SRP-6a safety check */
 688         mpz_mod(tmp1, A, ng->N);
 689         if (mpz_sgn(tmp1) != 0) {
 690                 if (bytes_b) {
 691                         mpz_from_bin(bytes_b, len_b, b);
 692                 } else {
 693                         mpz_fill_random(b);
 694                 }
 695
 696                 if (!H_nn(k, alg, ng->N, ng->N, ng->g)) {
 697                         free(ver);
 698                         ver = 0;
 699                         goto cleanup_and_exit;
 700                 }
 701
 702                 /* B = kv + g^b */
 703                 mpz_mulm(tmp1, k, v, ng->N, tmp3);
 704                 mpz_powm(tmp2, ng->g, b, ng->N);
 705                 mpz_addm(B, tmp1, tmp2, ng->N, tmp3);
 706
 707                 if (!H_nn(u, alg, ng->N, A, B)) {
 708                         free(ver);
 709                         ver = 0;
 710                         goto cleanup_and_exit;
 711                 }
 712
 713                 srp_dbg_num(u, "Server calculated u: ");
 714
 715                 /* S = (A *(v^u)) ^ b */
 716                 mpz_powm(tmp1, v, u, ng->N);
 717                 mpz_mulm(tmp2, A, tmp1, ng->N, tmp3);
 718                 mpz_powm(S, tmp2, b, ng->N);
 719
 720                 hash_num(alg, S, ver->session_key);
 721
 722                 calculate_M(alg, ng, ver->M, username, bytes_s, len_s, A, B, ver->session_key);
 723                 calculate_H_AMK(alg, ver->H_AMK, A, ver->M, ver->session_key);
 724
 725                 *len_B = mpz_num_bytes(B);
 726                 *bytes_B = (unsigned char*)malloc(*len_B);
 727
 728                 if (!*bytes_B) {
 729                         free(ver->username);
 730                         free(ver);
 731                         ver = 0;
 732                         *len_B = 0;
 733                         goto cleanup_and_exit;
 734                 }
 735
 736                 mpz_to_bin(B, *bytes_B);
 737
 738                 ver->bytes_B = *bytes_B;
 739         } else {
 740                 free(ver);
 741                 ver = 0;
 742         }
 743
 744 cleanup_and_exit:
 745         mpz_clear(v);
 746         mpz_clear(A);
 747         mpz_clear(u);
 748         mpz_clear(k);
 749         mpz_clear(B);
 750         mpz_clear(S);
 751         mpz_clear(b);
 752         mpz_clear(tmp1);
 753         mpz_clear(tmp2);
 754         mpz_clear(tmp3);
 755         return ver;
 756 }
 757
 758
 759
 760
 761 void srp_verifier_delete(struct SRPVerifier *ver)
 762 {
 763         if (ver) {
 764                 delete_ng(ver->ng);
 765                 free(ver->username);
 766                 free(ver->bytes_B);
 767                 memset(ver, 0, sizeof(*ver));
 768                 free(ver);
 769         }
 770 }
 771
 772
 773
 774 int srp_verifier_is_authenticated(struct SRPVerifier *ver)
 775 {
 776         return ver->authenticated;
 777 }
 778
 779
 780 const char *srp_verifier_get_username(struct SRPVerifier *ver)
 781 {
 782         return ver->username;
 783 }
 784
 785
 786 const unsigned char *srp_verifier_get_session_key(struct SRPVerifier *ver, size_t *key_length)
 787 {
 788         if (key_length)
 789                 *key_length = hash_length(ver->hash_alg);
 790         return ver->session_key;
 791 }
 792
 793
 794 size_t srp_verifier_get_session_key_length(struct SRPVerifier *ver)
 795 {
 796         return hash_length(ver->hash_alg);
 797 }
 798
 799
 800 /* user_M must be exactly SHA512_DIGEST_LENGTH bytes in size */
 801 void srp_verifier_verify_session(struct SRPVerifier *ver, const unsigned char *user_M, unsigned char **bytes_HAMK)
 802 {
 803         if (memcmp(ver->M, user_M, hash_length(ver->hash_alg)) == 0) {
 804                 ver->authenticated = 1;
 805                 *bytes_HAMK = ver->H_AMK;
 806         } else
 807                 *bytes_HAMK = NULL;
 808 }
 809
 810 /*******************************************************************************/
 811
 812 struct SRPUser *srp_user_new(SRP_HashAlgorithm alg, SRP_NGType ng_type,
 813         const char *username, const char *username_for_verifier,
 814         const unsigned char *bytes_password, size_t len_password,
 815         const char *n_hex, const char *g_hex)
 816 {
 817         struct SRPUser *usr = (struct SRPUser *) malloc(sizeof(struct SRPUser));
 818         size_t ulen  = strlen(username) + 1;
 819         size_t uvlen = strlen(username_for_verifier) + 1;
 820
 821         if (!usr)
 822                 goto err_exit;
 823
 824         init_random(); /* Only happens once */
 825
 826         usr->hash_alg = alg;
 827         usr->ng = new_ng(ng_type, n_hex, g_hex);
 828
 829         mpz_init(usr->a);
 830         mpz_init(usr->A);
 831         mpz_init(usr->S);
 832
 833         if (!usr->ng)
 834                 goto err_exit;
 835
 836         usr->username = (char*)malloc(ulen);
 837         usr->username_verifier = (char*)malloc(uvlen);
 838         usr->password = (unsigned char*)malloc(len_password);
 839         usr->password_len = len_password;
 840
 841         if (!usr->username || !usr->password)
 842                 goto err_exit;
 843
 844         memcpy(usr->username, username, ulen);
 845         memcpy(usr->username_verifier, username_for_verifier, uvlen);
 846         memcpy(usr->password, bytes_password, len_password);
 847
 848         usr->authenticated = 0;
 849
 850         usr->bytes_A = 0;
 851
 852         return usr;
 853
 854 err_exit:
 855         if (usr) {
 856                 mpz_clear(usr->a);
 857                 mpz_clear(usr->A);
 858                 mpz_clear(usr->S);
 859                 if (usr->ng)
 860                         delete_ng(usr->ng);
 861                 if (usr->username)
 862                         free(usr->username);
 863                 if (usr->username_verifier)
 864                         free(usr->username_verifier);
 865                 if (usr->password) {
 866                         memset(usr->password, 0, usr->password_len);
 867                         free(usr->password);
 868                 }
 869                 free(usr);
 870         }
 871
 872         return 0;
 873 }
 874
 875
 876
 877 void srp_user_delete(struct SRPUser *usr)
 878 {
 879         if(usr) {
 880                 mpz_clear(usr->a);
 881                 mpz_clear(usr->A);
 882                 mpz_clear(usr->S);
 883
 884                 delete_ng(usr->ng);
 885
 886                 memset(usr->password, 0, usr->password_len);
 887
 888                 free(usr->username);
 889                 free(usr->username_verifier);
 890                 free(usr->password);
 891
 892                 if (usr->bytes_A)
 893                         free(usr->bytes_A);
 894
 895                 memset(usr, 0, sizeof(*usr));
 896                 free(usr);
 897         }
 898 }
 899
 900
 901
 902 int srp_user_is_authenticated(struct SRPUser *usr)
 903 {
 904         return usr->authenticated;
 905 }
 906
 907
 908 const char *srp_user_get_username(struct SRPUser *usr)
 909 {
 910         return usr->username;
 911 }
 912
 913
 914 const unsigned char* srp_user_get_session_key(struct SRPUser* usr, size_t* key_length)
 915 {
 916         if (key_length)
 917                 *key_length = hash_length(usr->hash_alg);
 918         return usr->session_key;
 919 }
 920
 921
 922 size_t srp_user_get_session_key_length(struct SRPUser *usr)
 923 {
 924         return hash_length(usr->hash_alg);
 925 }
 926
 927
 928 /* Output: username, bytes_A, len_A */
 929 void srp_user_start_authentication(struct SRPUser *usr, char **username,
 930         const unsigned char *bytes_a, size_t len_a,
 931         unsigned char **bytes_A, size_t *len_A)
 932 {
 933         if (bytes_a) {
 934                 mpz_from_bin(bytes_a, len_a, usr->a);
 935         } else {
 936                 mpz_fill_random(usr->a);
 937         }
 938
 939         mpz_powm(usr->A, usr->ng->g, usr->a, usr->ng->N);
 940
 941         *len_A = mpz_num_bytes(usr->A);
 942         *bytes_A = (unsigned char*)malloc(*len_A);
 943
 944         if (!*bytes_A) {
 945                 *len_A = 0;
 946                 *bytes_A = 0;
 947                 *username = 0;
 948                 return;
 949         }
 950
 951         mpz_to_bin(usr->A, *bytes_A);
 952
 953         usr->bytes_A = *bytes_A;
 954         if (username)
 955                 *username = usr->username;
 956 }
 957
 958
 959 /* Output: bytes_M. Buffer length is SHA512_DIGEST_LENGTH */
 960 void  srp_user_process_challenge(struct SRPUser *usr,
 961         const unsigned char *bytes_s, size_t len_s,
 962         const unsigned char *bytes_B, size_t len_B,
 963         unsigned char **bytes_M, size_t *len_M)
 964 {
 965         mpz_t B; mpz_init(B); mpz_from_bin(bytes_B, len_B, B);
 966         mpz_t u; mpz_init(u);
 967         mpz_t x; mpz_init(x);
 968         mpz_t k; mpz_init(k);
 969         mpz_t v; mpz_init(v);
 970         mpz_t tmp1; mpz_init(tmp1);
 971         mpz_t tmp2; mpz_init(tmp2);
 972         mpz_t tmp3; mpz_init(tmp3);
 973         mpz_t tmp4; mpz_init(tmp4);
 974
 975         *len_M = 0;
 976         *bytes_M = 0;
 977
 978         if (!H_nn(u, usr->hash_alg, usr->ng->N, usr->A, B))
 979                 goto cleanup_and_exit;
 980
 981         srp_dbg_num(u, "Client calculated u: ");
 982
 983         if (!calculate_x(x, usr->hash_alg, bytes_s, len_s,
 984                         usr->username_verifier, usr->password, usr->password_len))
 985                 goto cleanup_and_exit;
 986
 987         srp_dbg_num(x, "Client calculated x: ");
 988
 989         if (!H_nn(k, usr->hash_alg, usr->ng->N, usr->ng->N, usr->ng->g))
 990                 goto cleanup_and_exit;
 991
 992         /* SRP-6a safety check */
 993         if ( mpz_sgn(B) != 0 && mpz_sgn(u) != 0 ) {
 994                 mpz_powm(v, usr->ng->g, x, usr->ng->N);
 995
 996                 srp_dbg_num(v, "Client calculated v: ");
 997
 998                 /* S = (B - k*(g^x)) ^ (a + ux) */
 999                 mpz_mul(tmp1, u, x);
1000                 mpz_add(tmp2, usr->a, tmp1);               /* tmp2 = (a + ux)      */
1001                 mpz_powm(tmp1, usr->ng->g, x, usr->ng->N); /* tmp1 = g^x           */
1002                 mpz_mulm(tmp3, k, tmp1, usr->ng->N, tmp4); /* tmp3 = k*(g^x)       */
1003                 mpz_subm(tmp1, B, tmp3, usr->ng->N, tmp4); /* tmp1 = (B - K*(g^x)) */
1004                 mpz_powm(usr->S, tmp1, tmp2, usr->ng->N);
1005
1006                 hash_num(usr->hash_alg, usr->S, usr->session_key);
1007
1008                 calculate_M( usr->hash_alg, usr->ng, usr->M, usr->username, bytes_s, len_s, usr->A,B, usr->session_key );
1009                 calculate_H_AMK( usr->hash_alg, usr->H_AMK, usr->A, usr->M, usr->session_key );
1010
1011                 *bytes_M = usr->M;
1012                 if (len_M)
1013                         *len_M = hash_length( usr->hash_alg );
1014         } else {
1015                 *bytes_M = NULL;
1016                 if (len_M)
1017                         *len_M   = 0;
1018         }
1019
1020 cleanup_and_exit:
1021
1022         mpz_clear(B);
1023         mpz_clear(u);
1024         mpz_clear(x);
1025         mpz_clear(k);
1026         mpz_clear(v);
1027         mpz_clear(tmp1);
1028         mpz_clear(tmp2);
1029         mpz_clear(tmp3);
1030         mpz_clear(tmp4);
1031 }
1032
1033
1034 void srp_user_verify_session(struct SRPUser *usr, const unsigned char *bytes_HAMK)
1035 {
1036         if (memcmp(usr->H_AMK, bytes_HAMK, hash_length(usr->hash_alg)) == 0)
1037                 usr->authenticated = 1;
1038 }