xref: /openssl/crypto/rsa/rsa_chk.c (revision da1c088f)
1 /*
2  * Copyright 1999-2023 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
3  *
4  * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
7  * https://www.openssl.org/source/license.html
8  */
9 
10 /*
11  * RSA low level APIs are deprecated for public use, but still ok for
12  * internal use.
13  */
14 #include "internal/deprecated.h"
15 
16 #include <openssl/bn.h>
17 #include <openssl/err.h>
18 #include "crypto/rsa.h"
19 #include "rsa_local.h"
20 
21 #ifndef FIPS_MODULE
rsa_validate_keypair_multiprime(const RSA * key,BN_GENCB * cb)22 static int rsa_validate_keypair_multiprime(const RSA *key, BN_GENCB *cb)
23 {
24     BIGNUM *i, *j, *k, *l, *m;
25     BN_CTX *ctx;
26     int ret = 1, ex_primes = 0, idx;
27     RSA_PRIME_INFO *pinfo;
28 
29     if (key->p == NULL || key->q == NULL || key->n == NULL
30             || key->e == NULL || key->d == NULL) {
31         ERR_raise(ERR_LIB_RSA, RSA_R_VALUE_MISSING);
32         return 0;
33     }
34 
35     /* multi-prime? */
36     if (key->version == RSA_ASN1_VERSION_MULTI) {
37         ex_primes = sk_RSA_PRIME_INFO_num(key->prime_infos);
38         if (ex_primes <= 0
39                 || (ex_primes + 2) > ossl_rsa_multip_cap(BN_num_bits(key->n))) {
40             ERR_raise(ERR_LIB_RSA, RSA_R_INVALID_MULTI_PRIME_KEY);
41             return 0;
42         }
43     }
44 
45     i = BN_new();
46     j = BN_new();
47     k = BN_new();
48     l = BN_new();
49     m = BN_new();
50     ctx = BN_CTX_new_ex(key->libctx);
51     if (i == NULL || j == NULL || k == NULL || l == NULL
52             || m == NULL || ctx == NULL) {
53         ret = -1;
54         ERR_raise(ERR_LIB_RSA, ERR_R_BN_LIB);
55         goto err;
56     }
57 
58     if (BN_is_one(key->e)) {
59         ret = 0;
60         ERR_raise(ERR_LIB_RSA, RSA_R_BAD_E_VALUE);
61     }
62     if (!BN_is_odd(key->e)) {
63         ret = 0;
64         ERR_raise(ERR_LIB_RSA, RSA_R_BAD_E_VALUE);
65     }
66 
67     /* p prime? */
68     if (BN_check_prime(key->p, ctx, cb) != 1) {
69         ret = 0;
70         ERR_raise(ERR_LIB_RSA, RSA_R_P_NOT_PRIME);
71     }
72 
73     /* q prime? */
74     if (BN_check_prime(key->q, ctx, cb) != 1) {
75         ret = 0;
76         ERR_raise(ERR_LIB_RSA, RSA_R_Q_NOT_PRIME);
77     }
78 
79     /* r_i prime? */
80     for (idx = 0; idx < ex_primes; idx++) {
81         pinfo = sk_RSA_PRIME_INFO_value(key->prime_infos, idx);
82         if (BN_check_prime(pinfo->r, ctx, cb) != 1) {
83             ret = 0;
84             ERR_raise(ERR_LIB_RSA, RSA_R_MP_R_NOT_PRIME);
85         }
86     }
87 
88     /* n = p*q * r_3...r_i? */
89     if (!BN_mul(i, key->p, key->q, ctx)) {
90         ret = -1;
91         goto err;
92     }
93     for (idx = 0; idx < ex_primes; idx++) {
94         pinfo = sk_RSA_PRIME_INFO_value(key->prime_infos, idx);
95         if (!BN_mul(i, i, pinfo->r, ctx)) {
96             ret = -1;
97             goto err;
98         }
99     }
100     if (BN_cmp(i, key->n) != 0) {
101         ret = 0;
102         if (ex_primes)
103             ERR_raise(ERR_LIB_RSA, RSA_R_N_DOES_NOT_EQUAL_PRODUCT_OF_PRIMES);
104         else
105             ERR_raise(ERR_LIB_RSA, RSA_R_N_DOES_NOT_EQUAL_P_Q);
106     }
107 
108     /* d*e = 1  mod \lambda(n)? */
109     if (!BN_sub(i, key->p, BN_value_one())) {
110         ret = -1;
111         goto err;
112     }
113     if (!BN_sub(j, key->q, BN_value_one())) {
114         ret = -1;
115         goto err;
116     }
117 
118     /* now compute k = \lambda(n) = LCM(i, j, r_3 - 1...) */
119     if (!BN_mul(l, i, j, ctx)) {
120         ret = -1;
121         goto err;
122     }
123     if (!BN_gcd(m, i, j, ctx)) {
124         ret = -1;
125         goto err;
126     }
127     if (!BN_div(m, NULL, l, m, ctx)) { /* remainder is 0 */
128         ret = -1;
129         goto err;
130     }
131     for (idx = 0; idx < ex_primes; idx++) {
132         pinfo = sk_RSA_PRIME_INFO_value(key->prime_infos, idx);
133         if (!BN_sub(k, pinfo->r, BN_value_one())) {
134             ret = -1;
135             goto err;
136         }
137         if (!BN_mul(l, m, k, ctx)) {
138             ret = -1;
139             goto err;
140         }
141         if (!BN_gcd(m, m, k, ctx)) {
142             ret = -1;
143             goto err;
144         }
145         if (!BN_div(m, NULL, l, m, ctx)) { /* remainder is 0 */
146             ret = -1;
147             goto err;
148         }
149     }
150     if (!BN_mod_mul(i, key->d, key->e, m, ctx)) {
151         ret = -1;
152         goto err;
153     }
154 
155     if (!BN_is_one(i)) {
156         ret = 0;
157         ERR_raise(ERR_LIB_RSA, RSA_R_D_E_NOT_CONGRUENT_TO_1);
158     }
159 
160     if (key->dmp1 != NULL && key->dmq1 != NULL && key->iqmp != NULL) {
161         /* dmp1 = d mod (p-1)? */
162         if (!BN_sub(i, key->p, BN_value_one())) {
163             ret = -1;
164             goto err;
165         }
166         if (!BN_mod(j, key->d, i, ctx)) {
167             ret = -1;
168             goto err;
169         }
170         if (BN_cmp(j, key->dmp1) != 0) {
171             ret = 0;
172             ERR_raise(ERR_LIB_RSA, RSA_R_DMP1_NOT_CONGRUENT_TO_D);
173         }
174 
175         /* dmq1 = d mod (q-1)? */
176         if (!BN_sub(i, key->q, BN_value_one())) {
177             ret = -1;
178             goto err;
179         }
180         if (!BN_mod(j, key->d, i, ctx)) {
181             ret = -1;
182             goto err;
183         }
184         if (BN_cmp(j, key->dmq1) != 0) {
185             ret = 0;
186             ERR_raise(ERR_LIB_RSA, RSA_R_DMQ1_NOT_CONGRUENT_TO_D);
187         }
188 
189         /* iqmp = q^-1 mod p? */
190         if (!BN_mod_inverse(i, key->q, key->p, ctx)) {
191             ret = -1;
192             goto err;
193         }
194         if (BN_cmp(i, key->iqmp) != 0) {
195             ret = 0;
196             ERR_raise(ERR_LIB_RSA, RSA_R_IQMP_NOT_INVERSE_OF_Q);
197         }
198     }
199 
200     for (idx = 0; idx < ex_primes; idx++) {
201         pinfo = sk_RSA_PRIME_INFO_value(key->prime_infos, idx);
202         /* d_i = d mod (r_i - 1)? */
203         if (!BN_sub(i, pinfo->r, BN_value_one())) {
204             ret = -1;
205             goto err;
206         }
207         if (!BN_mod(j, key->d, i, ctx)) {
208             ret = -1;
209             goto err;
210         }
211         if (BN_cmp(j, pinfo->d) != 0) {
212             ret = 0;
213             ERR_raise(ERR_LIB_RSA, RSA_R_MP_EXPONENT_NOT_CONGRUENT_TO_D);
214         }
215         /* t_i = R_i ^ -1 mod r_i ? */
216         if (!BN_mod_inverse(i, pinfo->pp, pinfo->r, ctx)) {
217             ret = -1;
218             goto err;
219         }
220         if (BN_cmp(i, pinfo->t) != 0) {
221             ret = 0;
222             ERR_raise(ERR_LIB_RSA, RSA_R_MP_COEFFICIENT_NOT_INVERSE_OF_R);
223         }
224     }
225 
226  err:
227     BN_free(i);
228     BN_free(j);
229     BN_free(k);
230     BN_free(l);
231     BN_free(m);
232     BN_CTX_free(ctx);
233     return ret;
234 }
235 #endif /* FIPS_MODULE */
236 
ossl_rsa_validate_public(const RSA * key)237 int ossl_rsa_validate_public(const RSA *key)
238 {
239     return ossl_rsa_sp800_56b_check_public(key);
240 }
241 
ossl_rsa_validate_private(const RSA * key)242 int ossl_rsa_validate_private(const RSA *key)
243 {
244     return ossl_rsa_sp800_56b_check_private(key);
245 }
246 
ossl_rsa_validate_pairwise(const RSA * key)247 int ossl_rsa_validate_pairwise(const RSA *key)
248 {
249 #ifdef FIPS_MODULE
250     return ossl_rsa_sp800_56b_check_keypair(key, NULL, -1, RSA_bits(key));
251 #else
252     return rsa_validate_keypair_multiprime(key, NULL) > 0;
253 #endif
254 }
255 
RSA_check_key(const RSA * key)256 int RSA_check_key(const RSA *key)
257 {
258     return RSA_check_key_ex(key, NULL);
259 }
260 
RSA_check_key_ex(const RSA * key,BN_GENCB * cb)261 int RSA_check_key_ex(const RSA *key, BN_GENCB *cb)
262 {
263 #ifdef FIPS_MODULE
264     return ossl_rsa_validate_public(key)
265            && ossl_rsa_validate_private(key)
266            && ossl_rsa_validate_pairwise(key);
267 #else
268     return rsa_validate_keypair_multiprime(key, cb);
269 #endif /* FIPS_MODULE */
270 }
271