Merge pull request #20 from cinecert/htj2c
[asdcplib.git] / src / AS_DCP_AES.cpp
index fc10425a7d820e2d7bc5906c4a08d70f8b3b1184..379e8abe9e42deead11e1726f7603ecf3d3ccaf9 100755 (executable)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
-Copyright (c) 2004-2006, John Hurst
+Copyright (c) 2004-2009, John Hurst
 All rights reserved.
 
 Redistribution and use in source and binary forms, with or without
@@ -33,17 +33,18 @@ THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
 #include <assert.h>
 #include <AS_DCP.h>
 #include <KM_log.h>
+#include <KM_prng.h>
 using Kumu::DefaultLogSink;
 
 using namespace ASDCP;
 const int KEY_SIZE_BITS = 128;
 
-
 #include <openssl/aes.h>
 #include <openssl/sha.h>
 #include <openssl/bn.h>
 #include <openssl/err.h>
 
+
 void
 print_ssl_error()
 {
@@ -57,6 +58,7 @@ print_ssl_error()
 class ASDCP::AESEncContext::h__AESContext : public AES_KEY
 {
 public:
+  Kumu::SymmetricKey m_KeyBuf;
   byte_t m_IVec[CBC_BLOCK_SIZE];
 };
 
@@ -69,14 +71,15 @@ ASDCP::AESEncContext::~AESEncContext() {}
 ASDCP::Result_t
 ASDCP::AESEncContext::InitKey(const byte_t* key)
 {
-  ASDCP_TEST_NULL(key);
+  KM_TEST_NULL_L(key);
 
   if ( m_Context )
     return RESULT_INIT;
 
   m_Context = new h__AESContext;
+  m_Context->m_KeyBuf.Set(key);
 
-  if ( AES_set_encrypt_key(key, KEY_SIZE_BITS, m_Context) )
+  if ( AES_set_encrypt_key(m_Context->m_KeyBuf.Value(), KEY_SIZE_BITS, m_Context) )
     {
       print_ssl_error();
       return RESULT_CRYPT_INIT;
@@ -92,7 +95,7 @@ ASDCP::AESEncContext::InitKey(const byte_t* key)
 ASDCP::Result_t
 ASDCP::AESEncContext::SetIVec(const byte_t* i_vec)
 {
-  ASDCP_TEST_NULL(i_vec);
+  KM_TEST_NULL_L(i_vec);
 
   if ( ! m_Context )
     return  RESULT_INIT;
@@ -107,7 +110,7 @@ ASDCP::AESEncContext::SetIVec(const byte_t* i_vec)
 ASDCP::Result_t
 ASDCP::AESEncContext::GetIVec(byte_t* i_vec) const
 {
-  ASDCP_TEST_NULL(i_vec);
+  KM_TEST_NULL_L(i_vec);
 
   if ( ! m_Context )
     return  RESULT_INIT;
@@ -122,8 +125,8 @@ ASDCP::AESEncContext::GetIVec(byte_t* i_vec) const
 ASDCP::Result_t
 ASDCP::AESEncContext::EncryptBlock(const byte_t* pt_buf, byte_t* ct_buf, ui32_t block_size)
 {
-  ASDCP_TEST_NULL(pt_buf);
-  ASDCP_TEST_NULL(ct_buf);
+  KM_TEST_NULL_L(pt_buf);
+  KM_TEST_NULL_L(ct_buf);
   assert(block_size > 0);
   assert( block_size % CBC_BLOCK_SIZE == 0 );
 
@@ -158,6 +161,7 @@ ASDCP::AESEncContext::EncryptBlock(const byte_t* pt_buf, byte_t* ct_buf, ui32_t
 class ASDCP::AESDecContext::h__AESContext : public AES_KEY
 {
 public:
+  Kumu::SymmetricKey m_KeyBuf;
   byte_t m_IVec[CBC_BLOCK_SIZE];
 };
 
@@ -170,14 +174,15 @@ ASDCP::AESDecContext::~AESDecContext() {}
 ASDCP::Result_t
 ASDCP::AESDecContext::InitKey(const byte_t* key)
 {
-  ASDCP_TEST_NULL(key);
+  KM_TEST_NULL_L(key);
 
   if ( m_Context )
     return  RESULT_INIT;
 
   m_Context = new h__AESContext;
+  m_Context->m_KeyBuf.Set(key);
 
-  if ( AES_set_decrypt_key(key, KEY_SIZE_BITS, m_Context) )
+  if ( AES_set_decrypt_key(m_Context->m_KeyBuf.Value(), KEY_SIZE_BITS, m_Context) )
     {
       print_ssl_error();
       return RESULT_CRYPT_INIT;
@@ -192,7 +197,7 @@ ASDCP::AESDecContext::InitKey(const byte_t* key)
 ASDCP::Result_t
 ASDCP::AESDecContext::SetIVec(const byte_t* i_vec)
 {
-  ASDCP_TEST_NULL(i_vec);
+  KM_TEST_NULL_L(i_vec);
 
   if ( ! m_Context )
     return  RESULT_INIT;
@@ -206,8 +211,8 @@ ASDCP::AESDecContext::SetIVec(const byte_t* i_vec)
 ASDCP::Result_t
 ASDCP::AESDecContext::DecryptBlock(const byte_t* ct_buf, byte_t* pt_buf, ui32_t block_size)
 {
-  ASDCP_TEST_NULL(ct_buf);
-  ASDCP_TEST_NULL(pt_buf);
+  KM_TEST_NULL_L(ct_buf);
+  KM_TEST_NULL_L(pt_buf);
   assert(block_size > 0);
   assert( block_size % CBC_BLOCK_SIZE == 0 );
 
@@ -238,22 +243,20 @@ ASDCP::AESDecContext::DecryptBlock(const byte_t* ct_buf, byte_t* pt_buf, ui32_t
 
 //------------------------------------------------------------------------------------------
 
+static const ui32_t B_len = 64; // rfc 2104, Sec. 2
 
-static byte_t ipad[KeyLen] = { 0x36, 0x36, 0x36, 0x36, 0x36, 0x36, 0x36, 0x36,
-                              0x36, 0x36, 0x36, 0x36, 0x36, 0x36, 0x36, 0x36 };
-
-static byte_t opad[KeyLen] = { 0x5c, 0x5c, 0x5c, 0x5c, 0x5c, 0x5c, 0x5c, 0x5c,
-                              0x5c, 0x5c, 0x5c, 0x5c, 0x5c, 0x5c, 0x5c, 0x5c };
+static byte_t const ipad_const = 0x36;
+static byte_t const opad_const = 0x5c;
 
 class HMACContext::h__HMACContext
 {
   SHA_CTX m_SHA;
-  byte_t m_key[KeyLen];
+  byte_t  m_key[KeyLen];
   ASDCP_NO_COPY_CONSTRUCT(h__HMACContext);
 
 public:
-  byte_t sha_value[HMAC_SIZE];
-  bool   m_Final;
+  byte_t     m_SHAValue[HMAC_SIZE];
+  bool       m_Final;
 
   h__HMACContext() : m_Final(false) {}
   ~h__HMACContext() {}
@@ -261,67 +264,12 @@ public:
   // SMPTE 429.6 MIC key generation
   void SetKey(const byte_t* key)
   {
-    // FIPS 186-2 Sec. 3.1 as modified by Change 1, section entitled "General Purpose Random Number Generation"
-    //
-
-    static byte_t t[SHA_DIGEST_LENGTH] = {
-      0x67, 0x45, 0x23, 0x01, 0xef, 0xcd, 0xab, 0x89,
-      0x98, 0xba, 0xdc, 0xfe, 0x10, 0x32, 0x54, 0x76,
-      0xc3, 0xd2, 0xe1, 0xf0
-    };
-
-    byte_t sha_buf0[SHA_DIGEST_LENGTH];
-    byte_t sha_buf1[SHA_DIGEST_LENGTH];
-    SHA_CTX SHA;
-    BN_CTX* ctx1 = BN_CTX_new(); // used by BN_* functions
-    assert(ctx1);
-
-    // create the 2^160 constant
-    BIGNUM c_2powb, c_2, c_160;
-    BN_init(&c_2powb);  BN_init(&c_2);  BN_init(&c_160);
-    BN_set_word(&c_2, 2);
-    BN_set_word(&c_160, 160);
-    BN_exp(&c_2powb, &c_2, &c_160, ctx1);
-
-    // ROUND 1
-    // step a -- SMPTE 429.6 sets XSEED = 0, so no need to do anything for this step
-    // step b -- (key mod 2^160) is moot because the input value is only 128 bits in length
-
-    // step c -- x = G(t,xkey)
-    SHA1_Init(&SHA);
-    SHA1_Update(&SHA, t, SHA_DIGEST_LENGTH);
-    SHA1_Update(&SHA, key, KeyLen);
-    SHA1_Final(sha_buf0, &SHA);
-
-    // step d ...
-    BIGNUM xkey1, xkey2, x0;
-    BN_init(&xkey1);  BN_init(&xkey2);    BN_init(&x0);
-
-    BN_bin2bn(key, KeyLen, &xkey1);
-    BN_bin2bn(sha_buf0, SHA_DIGEST_LENGTH, &x0);
-    BN_add_word(&xkey1, 1);            // xkey += 1
-    BN_add(&xkey2, &xkey1, &x0);       // xkey += x
-    BN_mod(&xkey1, &xkey2, &c_2powb, ctx1);  // xkey = xkey mod (2^160)
-
-    // ROUND 2
-    // step a -- SMPTE 429.6 sets XSEED = 0, so no need to do anything for this step
-    // step b -- (key mod 2^160) is moot because xkey1 is the result of the same operation
-
-    byte_t bin_buf[SHA_DIGEST_LENGTH+1]; // we need xkey1 in bin form for use by SHA1_Update
-    ui32_t bin_buf_len = BN_num_bytes(&xkey1);
-    assert(bin_buf_len < SHA_DIGEST_LENGTH+1);
-    BN_bn2bin(&xkey1, bin_buf);
+    byte_t rng_buf[SHA_DIGEST_LENGTH*2];
+    Kumu::Gen_FIPS_186_Value(key, KeyLen, rng_buf, SHA_DIGEST_LENGTH*2);
 
-    // step c -- x = G(t,xkey)
-    SHA1_Init(&SHA);
-    SHA1_Update(&SHA, t, SHA_DIGEST_LENGTH);
-    SHA1_Update(&SHA, bin_buf, bin_buf_len);
-    SHA1_Final(sha_buf1, &SHA);
-
-    assert(memcmp(sha_buf1, sha_buf0, SHA_DIGEST_LENGTH) != 0); // are x0 and x1 different?
-
-    BN_CTX_free(ctx1);
-    memcpy(m_key, sha_buf1, KeyLen);
+    // rng_buf contains two rounds, x0 and x1 (each 160 bits).
+    // Use x1 per SMPTE 430-6-2006 Sec. 7.10
+    memcpy(m_key, rng_buf+SHA_DIGEST_LENGTH, KeyLen);
     Reset();
   }
 
@@ -339,24 +287,27 @@ public:
     SHA1_Update(&SHA, key_nonce, KeyLen);
     SHA1_Final(sha_buf, &SHA);
     memcpy(m_key, sha_buf, KeyLen);
-
     Reset();
   }
 
+  //
   void
   Reset()
   {
-    byte_t xor_buf[KeyLen];
-    memset(sha_value, 0, HMAC_SIZE);
+    byte_t xor_buf[B_len];
+    memset(xor_buf, 0, B_len);
+    memcpy(xor_buf, m_key, KeyLen);
+
+    memset(m_SHAValue, 0, HMAC_SIZE);
     m_Final = false;
     SHA1_Init(&m_SHA);
 
     // H(K XOR opad, H(K XOR ipad, text))
     //                 ^^^^^^^^^^
-    for ( ui32_t i = 0; i < KeyLen; i++ )
-      xor_buf[i] = m_key[i] ^ ipad[i];
+    for ( ui32_t i = 0; i < B_len; i++ )
+      xor_buf[i] ^= ipad_const;
 
-    SHA1_Update(&m_SHA, xor_buf, KeyLen);
+    SHA1_Update(&m_SHA, xor_buf, B_len);
   }
 
   //
@@ -372,22 +323,30 @@ public:
   void
   Finalize()
   {
-    // H(K XOR opad, H(K XOR ipad, text))
-    // ^^^^^^^^^^^^^^^
-    SHA1_Final(sha_value, &m_SHA);
-
     SHA_CTX SHA;
     SHA1_Init(&SHA);
 
-    byte_t xor_buf[KeyLen];
+    byte_t xor_buf[B_len];
+    memset(xor_buf, 0, B_len);
+    memcpy(xor_buf, m_key, KeyLen);
 
-    for ( ui32_t i = 0; i < KeyLen; i++ )
-      xor_buf[i] = m_key[i] ^ opad[i];
-    
-    SHA1_Update(&SHA, xor_buf, KeyLen);
-    SHA1_Update(&SHA, sha_value, HMAC_SIZE);
+    SHA1_Init(&SHA);
+
+    // H(K XOR opad, H(K XOR ipad, text))
+    //   ^^^^^^^^^^
+    for ( ui32_t i = 0; i < B_len; i++ )
+      xor_buf[i] ^= opad_const;
+
+    SHA1_Update(&SHA, xor_buf, B_len);
 
-    SHA1_Final(sha_value, &SHA);
+    // H(K XOR opad, H(K XOR ipad, text))
+    //               ^
+    SHA1_Final(m_SHAValue, &m_SHA);
+    SHA1_Update(&SHA, m_SHAValue, HMAC_SIZE);
+
+    // H(K XOR opad, H(K XOR ipad, text))
+    // ^
+    SHA1_Final(m_SHAValue, &SHA);
     m_Final = true;
   }
 };
@@ -406,7 +365,7 @@ HMACContext::~HMACContext()
 Result_t
 HMACContext::InitKey(const byte_t* key, LabelSet_t SetType)
 {
-  ASDCP_TEST_NULL(key);
+  KM_TEST_NULL_L(key);
 
   m_Context = new h__HMACContext;
 
@@ -436,7 +395,7 @@ HMACContext::Reset()
 Result_t
 HMACContext::Update(const byte_t* buf, ui32_t buf_len)
 {
-  ASDCP_TEST_NULL(buf);
+  KM_TEST_NULL_L(buf);
 
   if ( m_Context.empty() || m_Context->m_Final )
     return RESULT_INIT;
@@ -462,12 +421,12 @@ HMACContext::Finalize()
 Result_t
 HMACContext::GetHMACValue(byte_t* buf) const
 {
-  ASDCP_TEST_NULL(buf);
+  KM_TEST_NULL_L(buf);
 
   if ( m_Context.empty() || ! m_Context->m_Final )
     return RESULT_INIT;
 
-  memcpy(buf, m_Context->sha_value, HMAC_SIZE);
+  memcpy(buf, m_Context->m_SHAValue, HMAC_SIZE);
   return RESULT_OK;
 }
 
@@ -476,12 +435,12 @@ HMACContext::GetHMACValue(byte_t* buf) const
 Result_t
 HMACContext::TestHMACValue(const byte_t* buf) const
 {
-  ASDCP_TEST_NULL(buf);
+  KM_TEST_NULL_L(buf);
 
   if ( m_Context.empty() || ! m_Context->m_Final )
     return RESULT_INIT;
   
-  return ( memcmp(buf, m_Context->sha_value, HMAC_SIZE) == 0 ) ? RESULT_OK : RESULT_HMACFAIL;
+  return ( memcmp(buf, m_Context->m_SHAValue, HMAC_SIZE) == 0 ) ? RESULT_OK : RESULT_HMACFAIL;
 }