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 #include <cstdint>
  43
  44 #include <config.h>
  45
  46 #if USE_SYSTEM_GMP || defined (__ANDROID__) || defined (ANDROID)
  47         #include <gmp.h>
  48 #else
  49         #include <mini-gmp.h>
  50 #endif
  51
  52 #include <util/sha2.h>
  53
  54 #include "srp.h"
  55 //#define CSRP_USE_SHA1
  56 #define CSRP_USE_SHA256
  57
  58 #define srp_dbg_data(data, datalen, prevtext) ;
  59 /*void srp_dbg_data(unsigned char * data, size_t datalen, char * prevtext)
  60 {
  61         printf(prevtext);
  62         size_t i;
  63         for (i = 0; i < datalen; i++)
  64         {
  65                 printf("%02X", data[i]);
  66         }
  67         printf("\n");
  68 }*/
  69
  70 static int g_initialized = 0;
  71
  72 #define RAND_BUFF_MAX 128
  73 static unsigned int g_rand_idx;
  74 static unsigned char g_rand_buff[RAND_BUFF_MAX];
  75
  76 void *(*srp_alloc)(size_t) = &malloc;
  77 void *(*srp_realloc)(void *, size_t) = &realloc;
  78 void (*srp_free)(void *) = &free;
  79
  80 // clang-format off
  81 void srp_set_memory_functions(
  82                 void *(*new_srp_alloc)(size_t),
  83                 void *(*new_srp_realloc)(void *, size_t),
  84                 void (*new_srp_free)(void *))
  85 {
  86         srp_alloc = new_srp_alloc;
  87         srp_realloc = new_srp_realloc;
  88         srp_free = new_srp_free;
  89 }
  90 // clang-format on
  91
  92 typedef struct {
  93         mpz_t N;
  94         mpz_t g;
  95 } NGConstant;
  96
  97 struct NGHex {
  98         const char *n_hex;
  99         const char *g_hex;
 100 };
 101
 102 /* All constants here were pulled from Appendix A of RFC 5054 */
 103 static struct NGHex global_Ng_constants[] = {
 104         {/* 1024 */
 105                 "EEAF0AB9ADB38DD69C33F80AFA8FC5E86072618775FF3C0B9EA2314C"
 106                 "9C256576D674DF7496EA81D3383B4813D692C6E0E0D5D8E250B98BE4"
 107                 "8E495C1D6089DAD15DC7D7B46154D6B6CE8EF4AD69B15D4982559B29"
 108                 "7BCF1885C529F566660E57EC68EDBC3C05726CC02FD4CBF4976EAA9A"
 109                 "FD5138FE8376435B9FC61D2FC0EB06E3",
 110                 "2"},
 111         {/* 2048 */
 112                 "AC6BDB41324A9A9BF166DE5E1389582FAF72B6651987EE07FC319294"
 113                 "3DB56050A37329CBB4A099ED8193E0757767A13DD52312AB4B03310D"
 114                 "CD7F48A9DA04FD50E8083969EDB767B0CF6095179A163AB3661A05FB"
 115                 "D5FAAAE82918A9962F0B93B855F97993EC975EEAA80D740ADBF4FF74"
 116                 "7359D041D5C33EA71D281E446B14773BCA97B43A23FB801676BD207A"
 117                 "436C6481F1D2B9078717461A5B9D32E688F87748544523B524B0D57D"
 118                 "5EA77A2775D2ECFA032CFBDBF52FB3786160279004E57AE6AF874E73"
 119                 "03CE53299CCC041C7BC308D82A5698F3A8D0C38271AE35F8E9DBFBB6"
 120                 "94B5C803D89F7AE435DE236D525F54759B65E372FCD68EF20FA7111F"
 121                 "9E4AFF73",
 122                 "2"},
 123         {/* 4096 */
 124                 "FFFFFFFFFFFFFFFFC90FDAA22168C234C4C6628B80DC1CD129024E08"
 125                 "8A67CC74020BBEA63B139B22514A08798E3404DDEF9519B3CD3A431B"
 126                 "302B0A6DF25F14374FE1356D6D51C245E485B576625E7EC6F44C42E9"
 127                 "A637ED6B0BFF5CB6F406B7EDEE386BFB5A899FA5AE9F24117C4B1FE6"
 128                 "49286651ECE45B3DC2007CB8A163BF0598DA48361C55D39A69163FA8"
 129                 "FD24CF5F83655D23DCA3AD961C62F356208552BB9ED529077096966D"
 130                 "670C354E4ABC9804F1746C08CA18217C32905E462E36CE3BE39E772C"
 131                 "180E86039B2783A2EC07A28FB5C55DF06F4C52C9DE2BCBF695581718"
 132                 "3995497CEA956AE515D2261898FA051015728E5A8AAAC42DAD33170D"
 133                 "04507A33A85521ABDF1CBA64ECFB850458DBEF0A8AEA71575D060C7D"
 134                 "B3970F85A6E1E4C7ABF5AE8CDB0933D71E8C94E04A25619DCEE3D226"
 135                 "1AD2EE6BF12FFA06D98A0864D87602733EC86A64521F2B18177B200C"
 136                 "BBE117577A615D6C770988C0BAD946E208E24FA074E5AB3143DB5BFC"
 137                 "E0FD108E4B82D120A92108011A723C12A787E6D788719A10BDBA5B26"
 138                 "99C327186AF4E23C1A946834B6150BDA2583E9CA2AD44CE8DBBBC2DB"
 139                 "04DE8EF92E8EFC141FBECAA6287C59474E6BC05D99B2964FA090C3A2"
 140                 "233BA186515BE7ED1F612970CEE2D7AFB81BDD762170481CD0069127"
 141                 "D5B05AA993B4EA988D8FDDC186FFB7DC90A6C08F4DF435C934063199"
 142                 "FFFFFFFFFFFFFFFF",
 143                 "5"},
 144         {/* 8192 */
 145                 "FFFFFFFFFFFFFFFFC90FDAA22168C234C4C6628B80DC1CD129024E08"
 146                 "8A67CC74020BBEA63B139B22514A08798E3404DDEF9519B3CD3A431B"
 147                 "302B0A6DF25F14374FE1356D6D51C245E485B576625E7EC6F44C42E9"
 148                 "A637ED6B0BFF5CB6F406B7EDEE386BFB5A899FA5AE9F24117C4B1FE6"
 149                 "49286651ECE45B3DC2007CB8A163BF0598DA48361C55D39A69163FA8"
 150                 "FD24CF5F83655D23DCA3AD961C62F356208552BB9ED529077096966D"
 151                 "670C354E4ABC9804F1746C08CA18217C32905E462E36CE3BE39E772C"
 152                 "180E86039B2783A2EC07A28FB5C55DF06F4C52C9DE2BCBF695581718"
 153                 "3995497CEA956AE515D2261898FA051015728E5A8AAAC42DAD33170D"
 154                 "04507A33A85521ABDF1CBA64ECFB850458DBEF0A8AEA71575D060C7D"
 155                 "B3970F85A6E1E4C7ABF5AE8CDB0933D71E8C94E04A25619DCEE3D226"
 156                 "1AD2EE6BF12FFA06D98A0864D87602733EC86A64521F2B18177B200C"
 157                 "BBE117577A615D6C770988C0BAD946E208E24FA074E5AB3143DB5BFC"
 158                 "E0FD108E4B82D120A92108011A723C12A787E6D788719A10BDBA5B26"
 159                 "99C327186AF4E23C1A946834B6150BDA2583E9CA2AD44CE8DBBBC2DB"
 160                 "04DE8EF92E8EFC141FBECAA6287C59474E6BC05D99B2964FA090C3A2"
 161                 "233BA186515BE7ED1F612970CEE2D7AFB81BDD762170481CD0069127"
 162                 "D5B05AA993B4EA988D8FDDC186FFB7DC90A6C08F4DF435C934028492"
 163                 "36C3FAB4D27C7026C1D4DCB2602646DEC9751E763DBA37BDF8FF9406"
 164                 "AD9E530EE5DB382F413001AEB06A53ED9027D831179727B0865A8918"
 165                 "DA3EDBEBCF9B14ED44CE6CBACED4BB1BDB7F1447E6CC254B33205151"
 166                 "2BD7AF426FB8F401378CD2BF5983CA01C64B92ECF032EA15D1721D03"
 167                 "F482D7CE6E74FEF6D55E702F46980C82B5A84031900B1C9E59E7C97F"
 168                 "BEC7E8F323A97A7E36CC88BE0F1D45B7FF585AC54BD407B22B4154AA"
 169                 "CC8F6D7EBF48E1D814CC5ED20F8037E0A79715EEF29BE32806A1D58B"
 170                 "B7C5DA76F550AA3D8A1FBFF0EB19CCB1A313D55CDA56C9EC2EF29632"
 171                 "387FE8D76E3C0468043E8F663F4860EE12BF2D5B0B7474D6E694F91E"
 172                 "6DBE115974A3926F12FEE5E438777CB6A932DF8CD8BEC4D073B931BA"
 173                 "3BC832B68D9DD300741FA7BF8AFC47ED2576F6936BA424663AAB639C"
 174                 "5AE4F5683423B4742BF1C978238F16CBE39D652DE3FDB8BEFC848AD9"
 175                 "22222E04A4037C0713EB57A81A23F0C73473FC646CEA306B4BCBC886"
 176                 "2F8385DDFA9D4B7FA2C087E879683303ED5BDD3A062B3CF5B3A278A6"
 177                 "6D2A13F83F44F82DDF310EE074AB6A364597E899A0255DC164F31CC5"
 178                 "0846851DF9AB48195DED7EA1B1D510BD7EE74D73FAF36BC31ECFA268"
 179                 "359046F4EB879F924009438B481C6CD7889A002ED5EE382BC9190DA6"
 180                 "FC026E479558E4475677E9AA9E3050E2765694DFC81F56E880B96E71"
 181                 "60C980DD98EDD3DFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 182                 "13"},
 183         {0, 0} /* null sentinel */
 184 };
 185
 186 static void delete_ng(NGConstant *ng)
 187 {
 188         if (ng) {
 189                 mpz_clear(ng->N);
 190                 mpz_clear(ng->g);
 191                 srp_free(ng);
 192         }
 193 }
 194
 195 static NGConstant *new_ng(SRP_NGType ng_type, const char *n_hex, const char *g_hex)
 196 {
 197         NGConstant *ng = (NGConstant *)srp_alloc(sizeof(NGConstant));
 198
 199         if (!ng) return 0;
 200
 201         mpz_init(ng->N);
 202         mpz_init(ng->g);
 203
 204         if (ng_type != SRP_NG_CUSTOM) {
 205                 n_hex = global_Ng_constants[ng_type].n_hex;
 206                 g_hex = global_Ng_constants[ng_type].g_hex;
 207         }
 208
 209         int rv = 0;
 210         rv = mpz_set_str(ng->N, n_hex, 16);
 211         rv = rv | mpz_set_str(ng->g, g_hex, 16);
 212
 213         if (rv) {
 214                 delete_ng(ng);
 215                 return 0;
 216         }
 217
 218         return ng;
 219 }
 220
 221 typedef union {
 222         SHA_CTX sha;
 223         SHA256_CTX sha256;
 224         // SHA512_CTX sha512;
 225 } HashCTX;
 226
 227 struct SRPVerifier {
 228         SRP_HashAlgorithm hash_alg;
 229         NGConstant *ng;
 230
 231         char *username;
 232         unsigned char *bytes_B;
 233         int authenticated;
 234
 235         unsigned char M[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 236         unsigned char H_AMK[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 237         unsigned char session_key[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 238 };
 239
 240 struct SRPUser {
 241         SRP_HashAlgorithm hash_alg;
 242         NGConstant *ng;
 243
 244         mpz_t a;
 245         mpz_t A;
 246         mpz_t S;
 247
 248         unsigned char *bytes_A;
 249         int authenticated;
 250
 251         char *username;
 252         char *username_verifier;
 253         unsigned char *password;
 254         size_t password_len;
 255
 256         unsigned char M[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 257         unsigned char H_AMK[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 258         unsigned char session_key[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 259 };
 260
 261 // clang-format off
 262 static int hash_init(SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *c)
 263 {
 264         switch (alg) {
 265 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 266                 case SRP_SHA1: return SHA1_Init(&c->sha);
 267 #endif
 268                 /*
 269                 case SRP_SHA224: return SHA224_Init(&c->sha256);
 270                 */
 271 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 272                 case SRP_SHA256: return SHA256_Init(&c->sha256);
 273 #endif
 274                 /*
 275                 case SRP_SHA384: return SHA384_Init(&c->sha512);
 276                 case SRP_SHA512: return SHA512_Init(&c->sha512);
 277                 */
 278                 default: return -1;
 279         };
 280 }
 281 static int hash_update( SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *c, const void *data, size_t len )
 282 {
 283         switch (alg) {
 284 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 285                 case SRP_SHA1: return SHA1_Update(&c->sha, data, len);
 286 #endif
 287                 /*
 288                 case SRP_SHA224: return SHA224_Update(&c->sha256, data, len);
 289                 */
 290 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 291                 case SRP_SHA256: return SHA256_Update(&c->sha256, data, len);
 292 #endif
 293                 /*
 294                 case SRP_SHA384: return SHA384_Update(&c->sha512, data, len);
 295                 case SRP_SHA512: return SHA512_Update(&c->sha512, data, len);
 296                 */
 297                 default: return -1;
 298         };
 299 }
 300 static int hash_final( SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *c, unsigned char *md )
 301 {
 302         switch (alg) {
 303 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 304                 case SRP_SHA1: return SHA1_Final(md, &c->sha);
 305 #endif
 306                 /*
 307                 case SRP_SHA224: return SHA224_Final(md, &c->sha256);
 308                 */
 309 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 310                 case SRP_SHA256: return SHA256_Final(md, &c->sha256);
 311 #endif
 312                 /*
 313                 case SRP_SHA384: return SHA384_Final(md, &c->sha512);
 314                 case SRP_SHA512: return SHA512_Final(md, &c->sha512);
 315                 */
 316                 default: return -1;
 317         };
 318 }
 319 static unsigned char *hash(SRP_HashAlgorithm alg, const unsigned char *d, size_t n, unsigned char *md)
 320 {
 321         switch (alg) {
 322 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 323                 case SRP_SHA1: return SHA1(d, n, md);
 324 #endif
 325                 /*
 326                 case SRP_SHA224: return SHA224( d, n, md );
 327                 */
 328 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 329                 case SRP_SHA256: return SHA256(d, n, md);
 330 #endif
 331                 /*
 332                 case SRP_SHA384: return SHA384( d, n, md );
 333                 case SRP_SHA512: return SHA512( d, n, md );
 334                 */
 335                 default: return 0;
 336         };
 337 }
 338 static size_t hash_length(SRP_HashAlgorithm alg)
 339 {
 340         switch (alg) {
 341 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 342                 case SRP_SHA1: return SHA_DIGEST_LENGTH;
 343 #endif
 344                 /*
 345                 case SRP_SHA224: return SHA224_DIGEST_LENGTH;
 346                 */
 347 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 348                 case SRP_SHA256: return SHA256_DIGEST_LENGTH;
 349 #endif
 350                 /*
 351                 case SRP_SHA384: return SHA384_DIGEST_LENGTH;
 352                 case SRP_SHA512: return SHA512_DIGEST_LENGTH;
 353                 */
 354                 default: return -1;
 355         };
 356 }
 357 // clang-format on
 358
 359 inline static int mpz_num_bytes(const mpz_t op)
 360 {
 361         return (mpz_sizeinbase(op, 2) + 7) / 8;
 362 }
 363
 364 inline static void mpz_to_bin(const mpz_t op, unsigned char *to)
 365 {
 366         mpz_export(to, NULL, 1, 1, 1, 0, op);
 367 }
 368
 369 inline static void mpz_from_bin(const unsigned char *s, size_t len, mpz_t ret)
 370 {
 371         mpz_import(ret, len, 1, 1, 1, 0, s);
 372 }
 373
 374 // set op to (op1 * op2) mod d, using tmp for the calculation
 375 inline static void mpz_mulm(
 376         mpz_t op, const mpz_t op1, const mpz_t op2, const mpz_t d, mpz_t tmp)
 377 {
 378         mpz_mul(tmp, op1, op2);
 379         mpz_mod(op, tmp, d);
 380 }
 381
 382 // set op to (op1 + op2) mod d, using tmp for the calculation
 383 inline static void mpz_addm(
 384         mpz_t op, const mpz_t op1, const mpz_t op2, const mpz_t d, mpz_t tmp)
 385 {
 386         mpz_add(tmp, op1, op2);
 387         mpz_mod(op, tmp, d);
 388 }
 389
 390 // set op to (op1 - op2) mod d, using tmp for the calculation
 391 inline static void mpz_subm(
 392         mpz_t op, const mpz_t op1, const mpz_t op2, const mpz_t d, mpz_t tmp)
 393 {
 394         mpz_sub(tmp, op1, op2);
 395         mpz_mod(op, tmp, d);
 396 }
 397
 398 static SRP_Result H_nn(
 399         mpz_t result, SRP_HashAlgorithm alg, const mpz_t N, const mpz_t n1, const mpz_t n2)
 400 {
 401         unsigned char buff[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 402         size_t len_N = mpz_num_bytes(N);
 403         size_t len_n1 = mpz_num_bytes(n1);
 404         size_t len_n2 = mpz_num_bytes(n2);
 405         size_t nbytes = len_N + len_N;
 406         unsigned char *bin = (unsigned char *)srp_alloc(nbytes);
 407         if (!bin) return SRP_ERR;
 408         if (len_n1 > len_N || len_n2 > len_N) {
 409                 srp_free(bin);
 410                 return SRP_ERR;
 411         }
 412         memset(bin, 0, nbytes);
 413         mpz_to_bin(n1, bin + (len_N - len_n1));
 414         mpz_to_bin(n2, bin + (len_N + len_N - len_n2));
 415         hash(alg, bin, nbytes, buff);
 416         srp_free(bin);
 417         mpz_from_bin(buff, hash_length(alg), result);
 418         return SRP_OK;
 419 }
 420
 421 static SRP_Result H_ns(mpz_t result, SRP_HashAlgorithm alg, const unsigned char *n,
 422         size_t len_n, const unsigned char *bytes, uint32_t len_bytes)
 423 {
 424         unsigned char buff[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 425         size_t nbytes = len_n + len_bytes;
 426         unsigned char *bin = (unsigned char *)srp_alloc(nbytes);
 427         if (!bin) return SRP_ERR;
 428         memcpy(bin, n, len_n);
 429         memcpy(bin + len_n, bytes, len_bytes);
 430         hash(alg, bin, nbytes, buff);
 431         srp_free(bin);
 432         mpz_from_bin(buff, hash_length(alg), result);
 433         return SRP_OK;
 434 }
 435
 436 static int calculate_x(mpz_t result, SRP_HashAlgorithm alg, const unsigned char *salt,
 437         size_t salt_len, const char *username, const unsigned char *password,
 438         size_t password_len)
 439 {
 440         unsigned char ucp_hash[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 441         HashCTX ctx;
 442         hash_init(alg, &ctx);
 443
 444         srp_dbg_data((char *)username, strlen(username), "Username for x: ");
 445         srp_dbg_data((char *)password, password_len, "Password for x: ");
 446         hash_update(alg, &ctx, username, strlen(username));
 447         hash_update(alg, &ctx, ":", 1);
 448         hash_update(alg, &ctx, password, password_len);
 449
 450         hash_final(alg, &ctx, ucp_hash);
 451
 452         return H_ns(result, alg, salt, salt_len, ucp_hash, hash_length(alg));
 453 }
 454
 455 static SRP_Result update_hash_n(SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *ctx, const mpz_t n)
 456 {
 457         size_t len = mpz_num_bytes(n);
 458         unsigned char *n_bytes = (unsigned char *)srp_alloc(len);
 459         if (!n_bytes) return SRP_ERR;
 460         mpz_to_bin(n, n_bytes);
 461         hash_update(alg, ctx, n_bytes, len);
 462         srp_free(n_bytes);
 463         return SRP_OK;
 464 }
 465
 466 static SRP_Result hash_num(SRP_HashAlgorithm alg, const mpz_t n, unsigned char *dest)
 467 {
 468         int nbytes = mpz_num_bytes(n);
 469         unsigned char *bin = (unsigned char *)srp_alloc(nbytes);
 470         if (!bin) return SRP_ERR;
 471         mpz_to_bin(n, bin);
 472         hash(alg, bin, nbytes, dest);
 473         srp_free(bin);
 474         return SRP_OK;
 475 }
 476
 477 static SRP_Result calculate_M(SRP_HashAlgorithm alg, NGConstant *ng, unsigned char *dest,
 478         const char *I, const unsigned char *s_bytes, size_t s_len, const mpz_t A,
 479         const mpz_t B, const unsigned char *K)
 480 {
 481         unsigned char H_N[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 482         unsigned char H_g[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 483         unsigned char H_I[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 484         unsigned char H_xor[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 485         HashCTX ctx;
 486         size_t i = 0;
 487         size_t hash_len = hash_length(alg);
 488
 489         if (!hash_num(alg, ng->N, H_N)) return SRP_ERR;
 490         if (!hash_num(alg, ng->g, H_g)) return SRP_ERR;
 491
 492         hash(alg, (const unsigned char *)I, strlen(I), H_I);
 493
 494         for (i = 0; i < hash_len; i++)
 495                 H_xor[i] = H_N[i] ^ H_g[i];
 496
 497         hash_init(alg, &ctx);
 498
 499         hash_update(alg, &ctx, H_xor, hash_len);
 500         hash_update(alg, &ctx, H_I, hash_len);
 501         hash_update(alg, &ctx, s_bytes, s_len);
 502         if (!update_hash_n(alg, &ctx, A)) return SRP_ERR;
 503         if (!update_hash_n(alg, &ctx, B)) return SRP_ERR;
 504         hash_update(alg, &ctx, K, hash_len);
 505
 506         hash_final(alg, &ctx, dest);
 507         return SRP_OK;
 508 }
 509
 510 static SRP_Result calculate_H_AMK(SRP_HashAlgorithm alg, unsigned char *dest,
 511         const mpz_t A, const unsigned char *M, const unsigned char *K)
 512 {
 513         HashCTX ctx;
 514
 515         hash_init(alg, &ctx);
 516
 517         if (!update_hash_n(alg, &ctx, A)) return SRP_ERR;
 518         hash_update(alg, &ctx, M, hash_length(alg));
 519         hash_update(alg, &ctx, K, hash_length(alg));
 520
 521         hash_final(alg, &ctx, dest);
 522         return SRP_OK;
 523 }
 524
 525 static SRP_Result fill_buff()
 526 {
 527         g_rand_idx = 0;
 528
 529 #ifdef WIN32
 530         HCRYPTPROV wctx;
 531 #else
 532         FILE *fp = 0;
 533 #endif
 534
 535 #ifdef WIN32
 536
 537         if (!CryptAcquireContext(&wctx, NULL, NULL, PROV_RSA_FULL, CRYPT_VERIFYCONTEXT))
 538                 return SRP_ERR;
 539         if (!CryptGenRandom(wctx, sizeof(g_rand_buff), (BYTE *)g_rand_buff)) return SRP_ERR;
 540         if (!CryptReleaseContext(wctx, 0)) return SRP_ERR;
 541
 542 #else
 543         fp = fopen("/dev/urandom", "r");
 544
 545         if (!fp) return SRP_ERR;
 546
 547         if (fread(g_rand_buff, sizeof(g_rand_buff), 1, fp) != 1) { fclose(fp); return SRP_ERR; }
 548         if (fclose(fp)) return SRP_ERR;
 549 #endif
 550         return SRP_OK;
 551 }
 552
 553 static SRP_Result mpz_fill_random(mpz_t num)
 554 {
 555         // was call: BN_rand(num, 256, -1, 0);
 556         if (RAND_BUFF_MAX - g_rand_idx < 32)
 557                 if (fill_buff() != SRP_OK) return SRP_ERR;
 558         mpz_from_bin((const unsigned char *)(&g_rand_buff[g_rand_idx]), 32, num);
 559         g_rand_idx += 32;
 560         return SRP_OK;
 561 }
 562
 563 static SRP_Result init_random()
 564 {
 565         if (g_initialized) return SRP_OK;
 566         SRP_Result ret = fill_buff();
 567         g_initialized = (ret == SRP_OK);
 568         return ret;
 569 }
 570
 571 #define srp_dbg_num(num, text) ;
 572 /*void srp_dbg_num(mpz_t num, char * prevtext)
 573 {
 574         int len_num = mpz_num_bytes(num);
 575         char *bytes_num = (char*) srp_alloc(len_num);
 576         mpz_to_bin(num, (unsigned char *) bytes_num);
 577         srp_dbg_data(bytes_num, len_num, prevtext);
 578         srp_free(bytes_num);
 579
 580 }*/
 581
 582 /***********************************************************************************************************
 583  *
 584  *  Exported Functions
 585  *
 586  ***********************************************************************************************************/
 587
 588 // clang-format off
 589 SRP_Result srp_create_salted_verification_key( SRP_HashAlgorithm alg,
 590         SRP_NGType ng_type, const char *username_for_verifier,
 591         const unsigned char *password, size_t len_password,
 592         unsigned char **bytes_s,  size_t *len_s,
 593         unsigned char **bytes_v, size_t *len_v,
 594         const char *n_hex, const char *g_hex )
 595 {
 596         SRP_Result ret = SRP_OK;
 597
 598         mpz_t v; mpz_init(v);
 599         mpz_t x; mpz_init(x);
 600         // clang-format on
 601
 602         NGConstant *ng = new_ng(ng_type, n_hex, g_hex);
 603
 604         if (!ng) goto error_and_exit;
 605
 606         if (init_random() != SRP_OK) /* Only happens once */
 607                 goto error_and_exit;
 608
 609         if (*bytes_s == NULL) {
 610                 size_t size_to_fill = 16;
 611                 *len_s = size_to_fill;
 612                 if (RAND_BUFF_MAX - g_rand_idx < size_to_fill)
 613                         if (fill_buff() != SRP_OK) goto error_and_exit;
 614                 *bytes_s = (unsigned char *)srp_alloc(size_to_fill);
 615                 if (!*bytes_s) goto error_and_exit;
 616                 memcpy(*bytes_s, &g_rand_buff + g_rand_idx, size_to_fill);
 617                 g_rand_idx += size_to_fill;
 618         }
 619
 620         if (!calculate_x(
 621                         x, alg, *bytes_s, *len_s, username_for_verifier, password, len_password))
 622                 goto error_and_exit;
 623
 624         srp_dbg_num(x, "Server calculated x: ");
 625
 626         mpz_powm(v, ng->g, x, ng->N);
 627
 628         *len_v = mpz_num_bytes(v);
 629
 630         *bytes_v = (unsigned char *)srp_alloc(*len_v);
 631
 632         if (!*bytes_v) goto error_and_exit;
 633
 634         mpz_to_bin(v, *bytes_v);
 635
 636 cleanup_and_exit:
 637         delete_ng(ng);
 638         mpz_clear(v);
 639         mpz_clear(x);
 640         return ret;
 641 error_and_exit:
 642         ret = SRP_ERR;
 643         goto cleanup_and_exit;
 644 }
 645
 646 // clang-format off
 647
 648 /* Out: bytes_B, len_B.
 649  *
 650  * On failure, bytes_B will be set to NULL and len_B will be set to 0
 651  */
 652 struct SRPVerifier *srp_verifier_new(SRP_HashAlgorithm alg,
 653         SRP_NGType ng_type, const char *username,
 654         const unsigned char *bytes_s, size_t len_s,
 655         const unsigned char *bytes_v, size_t len_v,
 656         const unsigned char *bytes_A, size_t len_A,
 657         const unsigned char *bytes_b, size_t len_b,
 658         unsigned char **bytes_B, size_t *len_B,
 659         const char *n_hex, const char *g_hex )
 660 {
 661         mpz_t v; mpz_init(v); mpz_from_bin(bytes_v, len_v, v);
 662         mpz_t A; mpz_init(A); mpz_from_bin(bytes_A, len_A, A);
 663         mpz_t u; mpz_init(u);
 664         mpz_t B; mpz_init(B);
 665         mpz_t S; mpz_init(S);
 666         mpz_t b; mpz_init(b);
 667         mpz_t k; mpz_init(k);
 668         mpz_t tmp1; mpz_init(tmp1);
 669         mpz_t tmp2; mpz_init(tmp2);
 670         mpz_t tmp3; mpz_init(tmp3);
 671         // clang-format on
 672         size_t ulen = strlen(username) + 1;
 673         NGConstant *ng = new_ng(ng_type, n_hex, g_hex);
 674         struct SRPVerifier *ver = 0;
 675
 676         *len_B = 0;
 677         *bytes_B = 0;
 678
 679         if (!ng) goto cleanup_and_exit;
 680
 681         ver = (struct SRPVerifier *)srp_alloc(sizeof(struct SRPVerifier));
 682
 683         if (!ver) goto cleanup_and_exit;
 684
 685         if (init_random() != SRP_OK) { /* Only happens once */
 686                 srp_free(ver);
 687                 ver = 0;
 688                 goto cleanup_and_exit;
 689         }
 690
 691         ver->username = (char *)srp_alloc(ulen);
 692         ver->hash_alg = alg;
 693         ver->ng = ng;
 694
 695         if (!ver->username) {
 696                 srp_free(ver);
 697                 ver = 0;
 698                 goto cleanup_and_exit;
 699         }
 700
 701         memcpy(ver->username, username, ulen);
 702
 703         ver->authenticated = 0;
 704
 705         /* SRP-6a safety check */
 706         mpz_mod(tmp1, A, ng->N);
 707         if (mpz_sgn(tmp1) != 0) {
 708                 if (bytes_b) {
 709                         mpz_from_bin(bytes_b, len_b, b);
 710                 } else {
 711                         if (!mpz_fill_random(b)) goto ver_cleanup_and_exit;
 712                 }
 713
 714                 if (!H_nn(k, alg, ng->N, ng->N, ng->g)) goto ver_cleanup_and_exit;
 715
 716                 /* B = kv + g^b */
 717                 mpz_mulm(tmp1, k, v, ng->N, tmp3);
 718                 mpz_powm(tmp2, ng->g, b, ng->N);
 719                 mpz_addm(B, tmp1, tmp2, ng->N, tmp3);
 720
 721                 if (!H_nn(u, alg, ng->N, A, B)) goto ver_cleanup_and_exit;
 722
 723                 srp_dbg_num(u, "Server calculated u: ");
 724
 725                 /* S = (A *(v^u)) ^ b */
 726                 mpz_powm(tmp1, v, u, ng->N);
 727                 mpz_mulm(tmp2, A, tmp1, ng->N, tmp3);
 728                 mpz_powm(S, tmp2, b, ng->N);
 729
 730                 if (!hash_num(alg, S, ver->session_key)) goto ver_cleanup_and_exit;
 731
 732                 if (!calculate_M(
 733                                 alg, ng, ver->M, username, bytes_s, len_s, A, B, ver->session_key)) {
 734                         goto ver_cleanup_and_exit;
 735                 }
 736                 if (!calculate_H_AMK(alg, ver->H_AMK, A, ver->M, ver->session_key)) {
 737                         goto ver_cleanup_and_exit;
 738                 }
 739
 740                 *len_B = mpz_num_bytes(B);
 741                 *bytes_B = (unsigned char *)srp_alloc(*len_B);
 742
 743                 if (!*bytes_B) {
 744                         *len_B = 0;
 745                         goto ver_cleanup_and_exit;
 746                 }
 747
 748                 mpz_to_bin(B, *bytes_B);
 749
 750                 ver->bytes_B = *bytes_B;
 751         } else {
 752                 srp_free(ver);
 753                 ver = 0;
 754         }
 755
 756 cleanup_and_exit:
 757         mpz_clear(v);
 758         mpz_clear(A);
 759         mpz_clear(u);
 760         mpz_clear(k);
 761         mpz_clear(B);
 762         mpz_clear(S);
 763         mpz_clear(b);
 764         mpz_clear(tmp1);
 765         mpz_clear(tmp2);
 766         mpz_clear(tmp3);
 767         return ver;
 768 ver_cleanup_and_exit:
 769         srp_free(ver->username);
 770         srp_free(ver);
 771         ver = 0;
 772         goto cleanup_and_exit;
 773 }
 774
 775 void srp_verifier_delete(struct SRPVerifier *ver)
 776 {
 777         if (ver) {
 778                 delete_ng(ver->ng);
 779                 srp_free(ver->username);
 780                 srp_free(ver->bytes_B);
 781                 memset(ver, 0, sizeof(*ver));
 782                 srp_free(ver);
 783         }
 784 }
 785
 786 int srp_verifier_is_authenticated(struct SRPVerifier *ver)
 787 {
 788         return ver->authenticated;
 789 }
 790
 791 const char *srp_verifier_get_username(struct SRPVerifier *ver)
 792 {
 793         return ver->username;
 794 }
 795
 796 const unsigned char *srp_verifier_get_session_key(
 797         struct SRPVerifier *ver, size_t *key_length)
 798 {
 799         if (key_length) *key_length = hash_length(ver->hash_alg);
 800         return ver->session_key;
 801 }
 802
 803 size_t srp_verifier_get_session_key_length(struct SRPVerifier *ver)
 804 {
 805         return hash_length(ver->hash_alg);
 806 }
 807
 808 /* user_M must be exactly SHA512_DIGEST_LENGTH bytes in size */
 809 void srp_verifier_verify_session(
 810         struct SRPVerifier *ver, const unsigned char *user_M, unsigned char **bytes_HAMK)
 811 {
 812         if (memcmp(ver->M, user_M, hash_length(ver->hash_alg)) == 0) {
 813                 ver->authenticated = 1;
 814                 *bytes_HAMK = ver->H_AMK;
 815         } else
 816                 *bytes_HAMK = NULL;
 817 }
 818
 819 /*******************************************************************************/
 820
 821 struct SRPUser *srp_user_new(SRP_HashAlgorithm alg, SRP_NGType ng_type,
 822         const char *username, const char *username_for_verifier,
 823         const unsigned char *bytes_password, size_t len_password, const char *n_hex,
 824         const char *g_hex)
 825 {
 826         struct SRPUser *usr = (struct SRPUser *)srp_alloc(sizeof(struct SRPUser));
 827         size_t ulen = strlen(username) + 1;
 828         size_t uvlen = strlen(username_for_verifier) + 1;
 829
 830         if (!usr) goto err_exit;
 831
 832         if (init_random() != SRP_OK) /* Only happens once */
 833                 goto err_exit;
 834
 835         usr->hash_alg = alg;
 836         usr->ng = new_ng(ng_type, n_hex, g_hex);
 837
 838         mpz_init(usr->a);
 839         mpz_init(usr->A);
 840         mpz_init(usr->S);
 841
 842         if (!usr->ng) goto err_exit;
 843
 844         usr->username = (char *)srp_alloc(ulen);
 845         usr->username_verifier = (char *)srp_alloc(uvlen);
 846         usr->password = (unsigned char *)srp_alloc(len_password);
 847         usr->password_len = len_password;
 848
 849         if (!usr->username || !usr->password || !usr->username_verifier) goto err_exit;
 850
 851         memcpy(usr->username, username, ulen);
 852         memcpy(usr->username_verifier, username_for_verifier, uvlen);
 853         memcpy(usr->password, bytes_password, len_password);
 854
 855         usr->authenticated = 0;
 856
 857         usr->bytes_A = 0;
 858
 859         return usr;
 860
 861 err_exit:
 862         if (usr) {
 863                 mpz_clear(usr->a);
 864                 mpz_clear(usr->A);
 865                 mpz_clear(usr->S);
 866                 delete_ng(usr->ng);
 867                 srp_free(usr->username);
 868                 srp_free(usr->username_verifier);
 869                 if (usr->password) {
 870                         memset(usr->password, 0, usr->password_len);
 871                         srp_free(usr->password);
 872                 }
 873                 srp_free(usr);
 874         }
 875
 876         return 0;
 877 }
 878
 879 void srp_user_delete(struct SRPUser *usr)
 880 {
 881         if (usr) {
 882                 mpz_clear(usr->a);
 883                 mpz_clear(usr->A);
 884                 mpz_clear(usr->S);
 885
 886                 delete_ng(usr->ng);
 887
 888                 memset(usr->password, 0, usr->password_len);
 889
 890                 srp_free(usr->username);
 891                 srp_free(usr->username_verifier);
 892                 srp_free(usr->password);
 893
 894                 if (usr->bytes_A) srp_free(usr->bytes_A);
 895
 896                 memset(usr, 0, sizeof(*usr));
 897                 srp_free(usr);
 898         }
 899 }
 900
 901 int srp_user_is_authenticated(struct SRPUser *usr)
 902 {
 903         return usr->authenticated;
 904 }
 905
 906 const char *srp_user_get_username(struct SRPUser *usr)
 907 {
 908         return usr->username;
 909 }
 910
 911 const unsigned char *srp_user_get_session_key(struct SRPUser *usr, size_t *key_length)
 912 {
 913         if (key_length) *key_length = hash_length(usr->hash_alg);
 914         return usr->session_key;
 915 }
 916
 917 size_t srp_user_get_session_key_length(struct SRPUser *usr)
 918 {
 919         return hash_length(usr->hash_alg);
 920 }
 921
 922 // clang-format off
 923 /* Output: username, bytes_A, len_A */
 924 SRP_Result srp_user_start_authentication(struct SRPUser *usr, char **username,
 925         const unsigned char *bytes_a, size_t len_a,
 926         unsigned char **bytes_A, size_t *len_A)
 927 {
 928         // clang-format on
 929         if (bytes_a) {
 930                 mpz_from_bin(bytes_a, len_a, usr->a);
 931         } else {
 932                 if (!mpz_fill_random(usr->a)) goto error_and_exit;
 933         }
 934
 935         mpz_powm(usr->A, usr->ng->g, usr->a, usr->ng->N);
 936
 937         *len_A = mpz_num_bytes(usr->A);
 938         *bytes_A = (unsigned char *)srp_alloc(*len_A);
 939
 940         if (!*bytes_A) goto error_and_exit;
 941
 942         mpz_to_bin(usr->A, *bytes_A);
 943
 944         usr->bytes_A = *bytes_A;
 945         if (username) *username = usr->username;
 946
 947         return SRP_OK;
 948
 949 error_and_exit:
 950         *len_A = 0;
 951         *bytes_A = 0;
 952         *username = 0;
 953         return SRP_ERR;
 954 }
 955
 956 // clang-format off
 957 /* Output: bytes_M. Buffer length is SHA512_DIGEST_LENGTH */
 958 void  srp_user_process_challenge(struct SRPUser *usr,
 959         const unsigned char *bytes_s, size_t len_s,
 960         const unsigned char *bytes_B, size_t len_B,
 961         unsigned char **bytes_M, size_t *len_M)
 962 {
 963         mpz_t B; mpz_init(B); mpz_from_bin(bytes_B, len_B, B);
 964         mpz_t u; mpz_init(u);
 965         mpz_t x; mpz_init(x);
 966         mpz_t k; mpz_init(k);
 967         mpz_t v; mpz_init(v);
 968         mpz_t tmp1; mpz_init(tmp1);
 969         mpz_t tmp2; mpz_init(tmp2);
 970         mpz_t tmp3; mpz_init(tmp3);
 971         mpz_t tmp4; mpz_init(tmp4);
 972         // clang-format on
 973
 974         *len_M = 0;
 975         *bytes_M = 0;
 976
 977         if (!H_nn(u, usr->hash_alg, usr->ng->N, usr->A, B)) goto cleanup_and_exit;
 978
 979         srp_dbg_num(u, "Client calculated u: ");
 980
 981         if (!calculate_x(x, usr->hash_alg, bytes_s, len_s, usr->username_verifier,
 982                         usr->password, usr->password_len))
 983                 goto cleanup_and_exit;
 984
 985         srp_dbg_num(x, "Client calculated x: ");
 986
 987         if (!H_nn(k, usr->hash_alg, usr->ng->N, usr->ng->N, usr->ng->g))
 988                 goto cleanup_and_exit;
 989
 990         /* SRP-6a safety check */
 991         if (mpz_sgn(B) != 0 && mpz_sgn(u) != 0) {
 992                 mpz_powm(v, usr->ng->g, x, usr->ng->N);
 993
 994                 srp_dbg_num(v, "Client calculated v: ");
 995
 996                 // clang-format off
 997                 /* S = (B - k*(g^x)) ^ (a + ux) */
 998                 mpz_mul(tmp1, u, x);
 999                 mpz_add(tmp2, usr->a, tmp1);               /* tmp2 = (a + ux)      */
1000                 mpz_powm(tmp1, usr->ng->g, x, usr->ng->N); /* tmp1 = g^x           */
1001                 mpz_mulm(tmp3, k, tmp1, usr->ng->N, tmp4); /* tmp3 = k*(g^x)       */
1002                 mpz_subm(tmp1, B, tmp3, usr->ng->N, tmp4); /* tmp1 = (B - K*(g^x)) */
1003                 mpz_powm(usr->S, tmp1, tmp2, usr->ng->N);
1004                 // clang-format on
1005
1006                 if (!hash_num(usr->hash_alg, usr->S, usr->session_key)) goto cleanup_and_exit;
1007
1008                 if (!calculate_M(usr->hash_alg, usr->ng, usr->M, usr->username, bytes_s, len_s,
1009                                 usr->A, B, usr->session_key))
1010                         goto cleanup_and_exit;
1011                 if (!calculate_H_AMK(usr->hash_alg, usr->H_AMK, usr->A, usr->M, usr->session_key))
1012                         goto cleanup_and_exit;
1013
1014                 *bytes_M = usr->M;
1015                 if (len_M) *len_M = hash_length(usr->hash_alg);
1016         } else {
1017                 *bytes_M = NULL;
1018                 if (len_M) *len_M = 0;
1019         }
1020
1021 cleanup_and_exit:
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 void srp_user_verify_session(struct SRPUser *usr, const unsigned char *bytes_HAMK)
1034 {
1035         if (memcmp(usr->H_AMK, bytes_HAMK, hash_length(usr->hash_alg)) == 0)
1036                 usr->authenticated = 1;
1037 }