[git] GCRYPT - branch, master, updated. libgcrypt-1.8.1-41-gffdc6f3

by Jussi Kivilinna cvs at cvs.gnupg.org
Sat Feb 3 13:00:29 CET 2018


This is an automated email from the git hooks/post-receive script. It was
generated because a ref change was pushed to the repository containing
the project "The GNU crypto library".

The branch, master has been updated
       via  ffdc6f3623a0bcb41324d562340b2cd1c288e387 (commit)
      from  0b55f349a8b8f4b0ac9ed724c2d5b8dcc9f5401c (commit)

Those revisions listed above that are new to this repository have
not appeared on any other notification email; so we list those
revisions in full, below.

- Log -----------------------------------------------------------------
commit ffdc6f3623a0bcb41324d562340b2cd1c288e387
Author: Jussi Kivilinna <jussi.kivilinna at iki.fi>
Date:   Wed Jan 31 20:02:48 2018 +0200

    Fix incorrect counter overflow handling for GCM
    
    * cipher/cipher-gcm.c (gcm_ctr_encrypt): New function to handle
    32-bit CTR increment for GCM.
    (_gcry_cipher_gcm_encrypt, _gcry_cipher_gcm_decrypt): Do not use
    generic CTR implementation directly, use gcm_ctr_encrypt instead.
    * tests/basic.c (_check_gcm_cipher): Add test-vectors for 32-bit
    CTR overflow.
    (check_gcm_cipher): Add 'split input to 15 bytes and 17 bytes'
    test-runs.
    --
    
    Reported-by: Clemens Lang <Clemens.Lang at bmw.de>
    
    > I believe we have found what seems to be a bug in counter overflow
    > handling in AES-GCM in libgcrypt's implementation. This leads to
    > incorrect results when using a non-12-byte IV and decrypting payloads
    > encrypted with other AES-GCM implementations, such as OpenSSL.
    >
    > According to the NIST Special Publication 800-38D "Recommendation for
    > Block Cipher Modes of Operation: Galois/Counter Mode (GCM) and GMAC",
    > section 7.1, algorithm 4, step 3 [NIST38D], the counter increment is
    > defined as inc_32. Section 6.2 of the same document defines the
    > incrementing function inc_s for positive integers s as follows:
    >
    > | the function increments the right-most s bits of the string, regarded
    > | as the binary representation of an integer, modulo 2^s; the remaining,
    > | left-most len(X) - s bits remain unchanged
    >
    > (X is the complete counter value in this case)
    >
    > This problem does not occur when using a 12-byte IV, because AES-GCM has
    > a special case for the inital counter value with 12-byte IVs:
    >
    > | If len(IV)=96, then J_0 = IV || 0^31 || 1
    >
    > i.e., one would have to encrypt (UINT_MAX - 1) * blocksize of data to
    > hit an overflow. However, for non-12-byte IVs, the initial counter value
    > is the output of a hash function, which makes hitting an overflow much
    > more likely.
    >
    > In practice, we have found that using
    >
    >  iv = 9e 79 18 8c ff 09 56 1e c9 90 99 cc 6d 5d f6 d3
    >  key = 26 56 e5 73 76 03 c6 95 0d 22 07 31 5d 32 5c 6b a5 54 5f 40 23 98 60 f6 f7 06 6f 7a 4f c2 ca 40
    >
    > will reliably trigger an overflow when encrypting 10 MiB of data. It
    > seems that this is caused by re-using the AES-CTR implementation for
    > incrementing the counter.
    
    Bug was introduced by commit bd4bd23a2511a4bce63c3217cca0d4ecf0c79532
    "GCM: Use counter mode code for speed-up".
    
    GnuPG-bug-id: 3764
    Signed-off-by: Jussi Kivilinna <jussi.kivilinna at iki.fi>

diff --git a/cipher/cipher-gcm.c b/cipher/cipher-gcm.c
index 2b8b454..6169d14 100644
--- a/cipher/cipher-gcm.c
+++ b/cipher/cipher-gcm.c
@@ -1,6 +1,6 @@
 /* cipher-gcm.c  - Generic Galois Counter Mode implementation
  * Copyright (C) 2013 Dmitry Eremin-Solenikov
- * Copyright (C) 2013 Jussi Kivilinna <jussi.kivilinna at iki.fi>
+ * Copyright (C) 2013, 2018 Jussi Kivilinna <jussi.kivilinna at iki.fi>
  *
  * This file is part of Libgcrypt.
  *
@@ -556,6 +556,77 @@ do_ghash_buf(gcry_cipher_hd_t c, byte *hash, const byte *buf,
 }
 
 
+static gcry_err_code_t
+gcm_ctr_encrypt (gcry_cipher_hd_t c, byte *outbuf, size_t outbuflen,
+                 const byte *inbuf, size_t inbuflen)
+{
+  gcry_err_code_t err = 0;
+
+  while (inbuflen)
+    {
+      u32 nblocks_to_overflow;
+      u32 num_ctr_increments;
+      u32 curr_ctr_low;
+      size_t currlen = inbuflen;
+      byte ctr_copy[GCRY_GCM_BLOCK_LEN];
+      int fix_ctr = 0;
+
+      /* GCM CTR increments only least significant 32-bits, without carry
+       * to upper 96-bits of counter.  Using generic CTR implementation
+       * directly would carry 32-bit overflow to upper 96-bit.  Detect
+       * if input length is long enough to cause overflow, and limit
+       * input length so that CTR overflow happen but updated CTR value is
+       * not used to encrypt further input.  After overflow, upper 96 bits
+       * of CTR are restored to cancel out modification done by generic CTR
+       * encryption. */
+
+      if (inbuflen > c->unused)
+        {
+          curr_ctr_low = gcm_add32_be128 (c->u_ctr.ctr, 0);
+
+          /* Number of CTR increments this inbuflen would cause. */
+          num_ctr_increments = (inbuflen - c->unused) / GCRY_GCM_BLOCK_LEN +
+                               !!((inbuflen - c->unused) % GCRY_GCM_BLOCK_LEN);
+
+          if ((u32)(num_ctr_increments + curr_ctr_low) < curr_ctr_low)
+            {
+              nblocks_to_overflow = 0xffffffffU - curr_ctr_low + 1;
+              currlen = nblocks_to_overflow * GCRY_GCM_BLOCK_LEN + c->unused;
+              if (currlen > inbuflen)
+                {
+                  currlen = inbuflen;
+                }
+
+              fix_ctr = 1;
+              buf_cpy(ctr_copy, c->u_ctr.ctr, GCRY_GCM_BLOCK_LEN);
+            }
+        }
+
+      err = _gcry_cipher_ctr_encrypt(c, outbuf, outbuflen, inbuf, currlen);
+      if (err != 0)
+        return err;
+
+      if (fix_ctr)
+        {
+          /* Lower 32-bits of CTR should now be zero. */
+          gcry_assert(gcm_add32_be128 (c->u_ctr.ctr, 0) == 0);
+
+          /* Restore upper part of CTR. */
+          buf_cpy(c->u_ctr.ctr, ctr_copy, GCRY_GCM_BLOCK_LEN - sizeof(u32));
+
+          wipememory(ctr_copy, sizeof(ctr_copy));
+        }
+
+      inbuflen -= currlen;
+      inbuf += currlen;
+      outbuflen -= currlen;
+      outbuf += currlen;
+    }
+
+  return err;
+}
+
+
 gcry_err_code_t
 _gcry_cipher_gcm_encrypt (gcry_cipher_hd_t c,
                           byte *outbuf, size_t outbuflen,
@@ -595,7 +666,7 @@ _gcry_cipher_gcm_encrypt (gcry_cipher_hd_t c,
       return GPG_ERR_INV_LENGTH;
     }
 
-  err = _gcry_cipher_ctr_encrypt(c, outbuf, outbuflen, inbuf, inbuflen);
+  err = gcm_ctr_encrypt(c, outbuf, outbuflen, inbuf, inbuflen);
   if (err != 0)
     return err;
 
@@ -642,7 +713,7 @@ _gcry_cipher_gcm_decrypt (gcry_cipher_hd_t c,
 
   do_ghash_buf(c, c->u_mode.gcm.u_tag.tag, inbuf, inbuflen, 0);
 
-  return _gcry_cipher_ctr_encrypt(c, outbuf, outbuflen, inbuf, inbuflen);
+  return gcm_ctr_encrypt(c, outbuf, outbuflen, inbuf, inbuflen);
 }
 
 
diff --git a/tests/basic.c b/tests/basic.c
index c883eb3..42ee819 100644
--- a/tests/basic.c
+++ b/tests/basic.c
@@ -1347,6 +1347,7 @@ check_ofb_cipher (void)
 static void
 _check_gcm_cipher (unsigned int step)
 {
+#define MAX_GCM_DATA_LEN (256 + 32)
   static const struct tv
   {
     int algo;
@@ -1355,9 +1356,9 @@ _check_gcm_cipher (unsigned int step)
     int ivlen;
     unsigned char aad[MAX_DATA_LEN];
     int aadlen;
-    unsigned char plaintext[MAX_DATA_LEN];
+    unsigned char plaintext[MAX_GCM_DATA_LEN];
     int inlen;
-    char out[MAX_DATA_LEN];
+    char out[MAX_GCM_DATA_LEN];
     char tag[MAX_DATA_LEN];
     int taglen;
     int should_fail;
@@ -1551,11 +1552,687 @@ _check_gcm_cipher (unsigned int step)
         "\xee\xb2\xb2\x2a\xaf\xde\x64\x19\xa0\x58\xab\x4f\x6f\x74\x6b\xf4"
         "\x0f\xc0\xc3\xb7\x80\xf2\x44\x45\x2d\xa3\xeb\xf1\xc5\xd8\x2c\xde"
         "\xa2\x41\x89\x97\x20\x0e\xf8\x2e\x44\xae\x7e\x3f",
-        "\xa4\x4a\x82\x66\xee\x1c\x8e\xb0\xc8\xb5\xd4\xcf\x5a\xe9\xf1\x9a" }
+        "\xa4\x4a\x82\x66\xee\x1c\x8e\xb0\xc8\xb5\xd4\xcf\x5a\xe9\xf1\x9a" },
+      /* Test vectors for overflowing CTR. */
+      /* After setiv, ctr_low: 0xffffffff */
+      { GCRY_CIPHER_AES256,
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00",
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x86\xdd\x40\xe7",
+        16,
+        "", 0,
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00",
+        288,
+        "\x7d\x6e\x38\xfd\xd0\x04\x9d\x28\xdf\x4a\x10\x3f\xa3\x9e\xf8\xf8"
+        "\x6c\x2c\x10\xa7\x91\xab\xc0\x86\xd4\x6d\x69\xea\x58\xc4\xf9\xc0"
+        "\xd4\xee\xc2\xb0\x9d\x36\xae\xe7\xc9\xa9\x1f\x71\xa8\xee\xa2\x1d"
+        "\x20\xfd\x79\xc7\xd9\xc4\x90\x51\x38\x97\xb6\x9f\x55\xea\xf3\xf0"
+        "\x78\xb4\xd3\x8c\xa9\x9b\x32\x7d\x19\x36\x96\xbc\x8e\xab\x80\x9f"
+        "\x61\x56\xcc\xbd\x3a\x80\xc6\x69\x37\x0a\x89\x89\x21\x82\xb7\x79"
+        "\x6d\xe9\xb4\x34\xc4\x31\xe0\xbe\x71\xad\xf3\x50\x05\xb2\x61\xab"
+        "\xb3\x1a\x80\x57\xcf\xe1\x11\x26\xcb\xa9\xd1\xf6\x58\x46\xf1\x69"
+        "\xa2\xb8\x42\x3c\xe8\x28\x13\xca\x58\xd9\x28\x99\xf8\xc8\x17\x32"
+        "\x4a\xf9\xb3\x4c\x7a\x47\xad\xe4\x77\x64\xec\x70\xa1\x01\x0b\x88"
+        "\xe7\x30\x0b\xbd\x66\x25\x39\x1e\x51\x67\xee\xec\xdf\xb8\x24\x5d"
+        "\x7f\xcb\xee\x7a\x4e\xa9\x93\xf0\xa1\x84\x7b\xfe\x5a\xe3\x86\xb2"
+        "\xfb\xcd\x39\xe7\x1e\x5e\x48\x65\x4b\x50\x2b\x4a\x99\x46\x3f\x6f"
+        "\xdb\xd9\x97\xdb\xe5\x6d\xa4\xdd\x6c\x18\x64\x5e\xae\x7e\x2c\xd3"
+        "\xb4\xf3\x57\x5c\xb5\xf8\x7f\xe5\x87\xb5\x35\xdb\x80\x38\x6e\x2c"
+        "\x5c\xdd\xeb\x7c\x63\xac\xe4\xb5\x5a\x6a\x40\x6d\x72\x69\x9a\xa9"
+        "\x8f\x5e\x93\x91\x4d\xce\xeb\x87\xf5\x25\xed\x75\x6b\x3b\x1a\xf2"
+        "\x0c\xd2\xa4\x10\x45\xd2\x87\xae\x29\x6d\xeb\xea\x66\x5f\xa0\xc2",
+        "\x8c\x22\xe3\xda\x9d\x94\x8a\xbe\x8a\xbc\x55\x2c\x94\x63\x44\x40" },
+      /* After setiv, ctr_low: 0xfffffffe */
+      { GCRY_CIPHER_AES256,
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00",
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x8d\xd1\xc1\xdf",
+        16,
+        "", 0,
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
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+        "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
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+        "\x6a\x61\xb4\x3a\x80\x6b\x9e\x14\xbd\x11\x33\xab\xe9\xb9\x91\x95"
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+        "\xd9\xde\x70\xf5\x84\x27\x3a\xac\x22\x05\xb9\xce\x2a\xfb\x2a\x83"
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+        "\xab\x3f\xfa\x4f\x75\x63\x46\xdd\xfe\xfa\xf0\xbf\x6e\xa1\xf9\xca"
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+        "\xcf\xe4\x23\xde\xf4\xa7\x34\xb3\x44\x97\x38\xd2\xbd\x27\x44\x0e",
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+        16,
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+        288,
+        "\xf1\x3c\x7a\xa4\xa9\xaf\xe7\x49\x19\x7d\xad\x50\xc1\x6a\x84\x87"
+        "\xf5\x69\xe4\xe5\xc2\x0a\x90\x33\xc3\xeb\x76\x63\x5f\x9b\x1d\xf9"
+        "\x53\x4a\x2a\x6d\x6b\x61\xe0\x5d\xed\xcb\x98\x0d\xf2\x57\x33\x12"
+        "\xd1\x44\xaa\x7a\x7e\x4e\x41\x0e\xe6\xa7\x9f\x17\x92\x28\x91\xad"
+        "\xca\xce\xf2\xa8\x73\x4a\xad\x89\x62\x73\x0b\x9a\x68\x91\xa8\x11"
+        "\x44\x01\xfd\x57\xe4\xf8\x84\x55\x2b\x66\xdb\xb9\xd6\xee\x83\xe5"
+        "\x57\xea\x5c\x6a\x23\x87\xdd\x0a\x45\x63\xb4\x0c\x8f\xc5\x9f\x22"
+        "\xf3\x4f\x4e\x6f\x7b\x14\x62\xf7\x80\x59\x4a\xc5\xc8\xae\x8a\x6f"
+        "\x5e\xe3\x1e\xe6\xae\xec\x99\x77\x6b\x88\x14\xe3\x58\x88\x61\x74"
+        "\x38\x91\xa1\x32\xb8\xd2\x39\x6b\xe2\xcb\x8e\x77\xde\x92\x36\x78"
+        "\xad\x50\xcf\x08\xb8\xfa\x29\x59\xb4\x68\x1b\x23\x10\x57\x32\x92"
+        "\xf8\xec\xe1\x97\xdb\x30\x85\x22\xb5\x68\x2f\xf2\x98\xda\x06\xee"
+        "\x65\x02\xe7\xf9\xc8\xc1\xca\x8f\xd3\xed\x4a\x3c\x09\xdd\xde\x64"
+        "\xd9\x85\x17\x2c\x62\x41\x35\x24\xed\x6b\x87\x78\x1e\xb5\x7a\x9b"
+        "\xa3\x90\xa3\x99\xc7\x39\x51\x10\xb7\x6a\x12\x3b\x64\xfe\x32\x3c"
+        "\xb6\x84\x9a\x3f\x95\xd3\xcb\x22\x69\x9c\xf9\xb7\xc2\x8b\xf4\x55"
+        "\x68\x60\x11\x20\xc5\x3e\x0a\xc0\xba\x00\x0e\x88\x96\x66\xfa\xf0"
+        "\x75\xbc\x2b\x9c\xff\xc5\x33\x7b\xaf\xb2\xa6\x34\x78\x44\x9c\xa7",
+        "\x01\x24\x0e\x17\x17\xe5\xfc\x90\x07\xfa\x78\xd5\x5d\x66\xa3\xf5" },
     };
 
   gcry_cipher_hd_t hde, hdd;
-  unsigned char out[MAX_DATA_LEN];
+  unsigned char out[MAX_GCM_DATA_LEN];
   unsigned char tag[GCRY_GCM_BLOCK_LEN];
   int i, keylen;
   gcry_error_t err = 0;
@@ -1885,8 +2562,12 @@ check_gcm_cipher (void)
   _check_gcm_cipher(1);
   /* Split input to 7 byte buffers. */
   _check_gcm_cipher(7);
+  /* Split input to 15 byte buffers. */
+  _check_gcm_cipher(15);
   /* Split input to 16 byte buffers. */
   _check_gcm_cipher(16);
+  /* Split input to 17 byte buffers. */
+  _check_gcm_cipher(17);
 }
 
 

-----------------------------------------------------------------------

Summary of changes:
 cipher/cipher-gcm.c |  77 +++++-
 tests/basic.c       | 689 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++-
 2 files changed, 759 insertions(+), 7 deletions(-)


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