libgo/go/crypto/tls/key_agreement.go

   1 // Copyright 2010 The Go Authors. All rights reserved.
   2 // Use of this source code is governed by a BSD-style
   3 // license that can be found in the LICENSE file.
   4
   5 package tls
   6
   7 import (
   8         "big"
   9         "crypto"
  10         "crypto/elliptic"
  11         "crypto/md5"
  12         "crypto/rsa"
  13         "crypto/sha1"
  14         "crypto/x509"
  15         "io"
  16         "os"
  17 )
  18
  19 // rsaKeyAgreement implements the standard TLS key agreement where the client
  20 // encrypts the pre-master secret to the server's public key.
  21 type rsaKeyAgreement struct{}
  22
  23 func (ka rsaKeyAgreement) generateServerKeyExchange(config *Config, clientHello *clientHelloMsg, hello *serverHelloMsg) (*serverKeyExchangeMsg, os.Error) {
  24         return nil, nil
  25 }
  26
  27 func (ka rsaKeyAgreement) processClientKeyExchange(config *Config, ckx *clientKeyExchangeMsg) ([]byte, os.Error) {
  28         preMasterSecret := make([]byte, 48)
  29         _, err := io.ReadFull(config.rand(), preMasterSecret[2:])
  30         if err != nil {
  31                 return nil, err
  32         }
  33
  34         if len(ckx.ciphertext) < 2 {
  35                 return nil, os.ErrorString("bad ClientKeyExchange")
  36         }
  37         ciphertextLen := int(ckx.ciphertext[0])<<8 | int(ckx.ciphertext[1])
  38         if ciphertextLen != len(ckx.ciphertext)-2 {
  39                 return nil, os.ErrorString("bad ClientKeyExchange")
  40         }
  41         ciphertext := ckx.ciphertext[2:]
  42
  43         err = rsa.DecryptPKCS1v15SessionKey(config.rand(), config.Certificates[0].PrivateKey, ciphertext, preMasterSecret)
  44         if err != nil {
  45                 return nil, err
  46         }
  47         // We don't check the version number in the premaster secret.  For one,
  48         // by checking it, we would leak information about the validity of the
  49         // encrypted pre-master secret. Secondly, it provides only a small
  50         // benefit against a downgrade attack and some implementations send the
  51         // wrong version anyway. See the discussion at the end of section
  52         // 7.4.7.1 of RFC 4346.
  53         return preMasterSecret, nil
  54 }
  55
  56 func (ka rsaKeyAgreement) processServerKeyExchange(config *Config, clientHello *clientHelloMsg, serverHello *serverHelloMsg, cert *x509.Certificate, skx *serverKeyExchangeMsg) os.Error {
  57         return os.ErrorString("unexpected ServerKeyExchange")
  58 }
  59
  60 func (ka rsaKeyAgreement) generateClientKeyExchange(config *Config, clientHello *clientHelloMsg, cert *x509.Certificate) ([]byte, *clientKeyExchangeMsg, os.Error) {
  61         preMasterSecret := make([]byte, 48)
  62         preMasterSecret[0] = byte(clientHello.vers >> 8)
  63         preMasterSecret[1] = byte(clientHello.vers)
  64         _, err := io.ReadFull(config.rand(), preMasterSecret[2:])
  65         if err != nil {
  66                 return nil, nil, err
  67         }
  68
  69         encrypted, err := rsa.EncryptPKCS1v15(config.rand(), cert.PublicKey.(*rsa.PublicKey), preMasterSecret)
  70         if err != nil {
  71                 return nil, nil, err
  72         }
  73         ckx := new(clientKeyExchangeMsg)
  74         ckx.ciphertext = make([]byte, len(encrypted)+2)
  75         ckx.ciphertext[0] = byte(len(encrypted) >> 8)
  76         ckx.ciphertext[1] = byte(len(encrypted))
  77         copy(ckx.ciphertext[2:], encrypted)
  78         return preMasterSecret, ckx, nil
  79 }
  80
  81
  82 // md5SHA1Hash implements TLS 1.0's hybrid hash function which consists of the
  83 // concatenation of an MD5 and SHA1 hash.
  84 func md5SHA1Hash(slices ...[]byte) []byte {
  85         md5sha1 := make([]byte, md5.Size+sha1.Size)
  86         hmd5 := md5.New()
  87         for _, slice := range slices {
  88                 hmd5.Write(slice)
  89         }
  90         copy(md5sha1, hmd5.Sum())
  91
  92         hsha1 := sha1.New()
  93         for _, slice := range slices {
  94                 hsha1.Write(slice)
  95         }
  96         copy(md5sha1[md5.Size:], hsha1.Sum())
  97         return md5sha1
  98 }
  99
 100 // ecdheRSAKeyAgreement implements a TLS key agreement where the server
 101 // generates a ephemeral EC public/private key pair and signs it. The
 102 // pre-master secret is then calculated using ECDH.
 103 type ecdheRSAKeyAgreement struct {
 104         privateKey []byte
 105         curve      *elliptic.Curve
 106         x, y       *big.Int
 107 }
 108
 109 func (ka *ecdheRSAKeyAgreement) generateServerKeyExchange(config *Config, clientHello *clientHelloMsg, hello *serverHelloMsg) (*serverKeyExchangeMsg, os.Error) {
 110         var curveid uint16
 111
 112 Curve:
 113         for _, c := range clientHello.supportedCurves {
 114                 switch c {
 115                 case curveP256:
 116                         ka.curve = elliptic.P256()
 117                         curveid = c
 118                         break Curve
 119                 case curveP384:
 120                         ka.curve = elliptic.P384()
 121                         curveid = c
 122                         break Curve
 123                 case curveP521:
 124                         ka.curve = elliptic.P521()
 125                         curveid = c
 126                         break Curve
 127                 }
 128         }
 129
 130         var x, y *big.Int
 131         var err os.Error
 132         ka.privateKey, x, y, err = ka.curve.GenerateKey(config.rand())
 133         if err != nil {
 134                 return nil, err
 135         }
 136         ecdhePublic := ka.curve.Marshal(x, y)
 137
 138         // http://tools.ietf.org/html/rfc4492#section-5.4
 139         serverECDHParams := make([]byte, 1+2+1+len(ecdhePublic))
 140         serverECDHParams[0] = 3 // named curve
 141         serverECDHParams[1] = byte(curveid >> 8)
 142         serverECDHParams[2] = byte(curveid)
 143         serverECDHParams[3] = byte(len(ecdhePublic))
 144         copy(serverECDHParams[4:], ecdhePublic)
 145
 146         md5sha1 := md5SHA1Hash(clientHello.random, hello.random, serverECDHParams)
 147         sig, err := rsa.SignPKCS1v15(config.rand(), config.Certificates[0].PrivateKey, crypto.MD5SHA1, md5sha1)
 148         if err != nil {
 149                 return nil, os.ErrorString("failed to sign ECDHE parameters: " + err.String())
 150         }
 151
 152         skx := new(serverKeyExchangeMsg)
 153         skx.key = make([]byte, len(serverECDHParams)+2+len(sig))
 154         copy(skx.key, serverECDHParams)
 155         k := skx.key[len(serverECDHParams):]
 156         k[0] = byte(len(sig) >> 8)
 157         k[1] = byte(len(sig))
 158         copy(k[2:], sig)
 159
 160         return skx, nil
 161 }
 162
 163 func (ka *ecdheRSAKeyAgreement) processClientKeyExchange(config *Config, ckx *clientKeyExchangeMsg) ([]byte, os.Error) {
 164         if len(ckx.ciphertext) == 0 || int(ckx.ciphertext[0]) != len(ckx.ciphertext)-1 {
 165                 return nil, os.ErrorString("bad ClientKeyExchange")
 166         }
 167         x, y := ka.curve.Unmarshal(ckx.ciphertext[1:])
 168         if x == nil {
 169                 return nil, os.ErrorString("bad ClientKeyExchange")
 170         }
 171         x, _ = ka.curve.ScalarMult(x, y, ka.privateKey)
 172         preMasterSecret := make([]byte, (ka.curve.BitSize+7)>>3)
 173         xBytes := x.Bytes()
 174         copy(preMasterSecret[len(preMasterSecret)-len(xBytes):], xBytes)
 175
 176         return preMasterSecret, nil
 177 }
 178
 179 func (ka *ecdheRSAKeyAgreement) processServerKeyExchange(config *Config, clientHello *clientHelloMsg, serverHello *serverHelloMsg, cert *x509.Certificate, skx *serverKeyExchangeMsg) os.Error {
 180         if len(skx.key) < 4 {
 181                 goto Error
 182         }
 183         if skx.key[0] != 3 { // named curve
 184                 return os.ErrorString("server selected unsupported curve")
 185         }
 186         curveid := uint16(skx.key[1])<<8 | uint16(skx.key[2])
 187
 188         switch curveid {
 189         case curveP256:
 190                 ka.curve = elliptic.P256()
 191         case curveP384:
 192                 ka.curve = elliptic.P384()
 193         case curveP521:
 194                 ka.curve = elliptic.P521()
 195         default:
 196                 return os.ErrorString("server selected unsupported curve")
 197         }
 198
 199         publicLen := int(skx.key[3])
 200         if publicLen+4 > len(skx.key) {
 201                 goto Error
 202         }
 203         ka.x, ka.y = ka.curve.Unmarshal(skx.key[4 : 4+publicLen])
 204         if ka.x == nil {
 205                 goto Error
 206         }
 207         serverECDHParams := skx.key[:4+publicLen]
 208
 209         sig := skx.key[4+publicLen:]
 210         if len(sig) < 2 {
 211                 goto Error
 212         }
 213         sigLen := int(sig[0])<<8 | int(sig[1])
 214         if sigLen+2 != len(sig) {
 215                 goto Error
 216         }
 217         sig = sig[2:]
 218
 219         md5sha1 := md5SHA1Hash(clientHello.random, serverHello.random, serverECDHParams)
 220         return rsa.VerifyPKCS1v15(cert.PublicKey.(*rsa.PublicKey), crypto.MD5SHA1, md5sha1, sig)
 221
 222 Error:
 223         return os.ErrorString("invalid ServerKeyExchange")
 224 }
 225
 226 func (ka *ecdheRSAKeyAgreement) generateClientKeyExchange(config *Config, clientHello *clientHelloMsg, cert *x509.Certificate) ([]byte, *clientKeyExchangeMsg, os.Error) {
 227         if ka.curve == nil {
 228                 return nil, nil, os.ErrorString("missing ServerKeyExchange message")
 229         }
 230         priv, mx, my, err := ka.curve.GenerateKey(config.rand())
 231         if err != nil {
 232                 return nil, nil, err
 233         }
 234         x, _ := ka.curve.ScalarMult(ka.x, ka.y, priv)
 235         preMasterSecret := make([]byte, (ka.curve.BitSize+7)>>3)
 236         xBytes := x.Bytes()
 237         copy(preMasterSecret[len(preMasterSecret)-len(xBytes):], xBytes)
 238
 239         serialised := ka.curve.Marshal(mx, my)
 240
 241         ckx := new(clientKeyExchangeMsg)
 242         ckx.ciphertext = make([]byte, 1+len(serialised))
 243         ckx.ciphertext[0] = byte(len(serialised))
 244         copy(ckx.ciphertext[1:], serialised)
 245
 246         return preMasterSecret, ckx, nil
 247 }