Built motion from commit 6a09e18b.|2.6.11
[motion2.git] / legacy-libs / grpc-cloned / deps / grpc / third_party / boringssl / include / openssl / aead.h
1 /* Copyright (c) 2014, Google Inc.
2  *
3  * Permission to use, copy, modify, and/or distribute this software for any
4  * purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
5  * copyright notice and this permission notice appear in all copies.
6  *
7  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
8  * WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
9  * MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY
10  * SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
11  * WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN ACTION
12  * OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF OR IN
13  * CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE. */
14
15 #ifndef OPENSSL_HEADER_AEAD_H
16 #define OPENSSL_HEADER_AEAD_H
17
18 #include <openssl/base.h>
19
20 #if defined(__cplusplus)
21 extern "C" {
22 #endif
23
24
25 // Authenticated Encryption with Additional Data.
26 //
27 // AEAD couples confidentiality and integrity in a single primitive. AEAD
28 // algorithms take a key and then can seal and open individual messages. Each
29 // message has a unique, per-message nonce and, optionally, additional data
30 // which is authenticated but not included in the ciphertext.
31 //
32 // The |EVP_AEAD_CTX_init| function initialises an |EVP_AEAD_CTX| structure and
33 // performs any precomputation needed to use |aead| with |key|. The length of
34 // the key, |key_len|, is given in bytes.
35 //
36 // The |tag_len| argument contains the length of the tags, in bytes, and allows
37 // for the processing of truncated authenticators. A zero value indicates that
38 // the default tag length should be used and this is defined as
39 // |EVP_AEAD_DEFAULT_TAG_LENGTH| in order to make the code clear. Using
40 // truncated tags increases an attacker's chance of creating a valid forgery.
41 // Be aware that the attacker's chance may increase more than exponentially as
42 // would naively be expected.
43 //
44 // When no longer needed, the initialised |EVP_AEAD_CTX| structure must be
45 // passed to |EVP_AEAD_CTX_cleanup|, which will deallocate any memory used.
46 //
47 // With an |EVP_AEAD_CTX| in hand, one can seal and open messages. These
48 // operations are intended to meet the standard notions of privacy and
49 // authenticity for authenticated encryption. For formal definitions see
50 // Bellare and Namprempre, "Authenticated encryption: relations among notions
51 // and analysis of the generic composition paradigm," Lecture Notes in Computer
52 // Science B<1976> (2000), 531–545,
53 // http://www-cse.ucsd.edu/~mihir/papers/oem.html.
54 //
55 // When sealing messages, a nonce must be given. The length of the nonce is
56 // fixed by the AEAD in use and is returned by |EVP_AEAD_nonce_length|. *The
57 // nonce must be unique for all messages with the same key*. This is critically
58 // important - nonce reuse may completely undermine the security of the AEAD.
59 // Nonces may be predictable and public, so long as they are unique. Uniqueness
60 // may be achieved with a simple counter or, if large enough, may be generated
61 // randomly. The nonce must be passed into the "open" operation by the receiver
62 // so must either be implicit (e.g. a counter), or must be transmitted along
63 // with the sealed message.
64 //
65 // The "seal" and "open" operations are atomic - an entire message must be
66 // encrypted or decrypted in a single call. Large messages may have to be split
67 // up in order to accommodate this. When doing so, be mindful of the need not to
68 // repeat nonces and the possibility that an attacker could duplicate, reorder
69 // or drop message chunks. For example, using a single key for a given (large)
70 // message and sealing chunks with nonces counting from zero would be secure as
71 // long as the number of chunks was securely transmitted. (Otherwise an
72 // attacker could truncate the message by dropping chunks from the end.)
73 //
74 // The number of chunks could be transmitted by prefixing it to the plaintext,
75 // for example. This also assumes that no other message would ever use the same
76 // key otherwise the rule that nonces must be unique for a given key would be
77 // violated.
78 //
79 // The "seal" and "open" operations also permit additional data to be
80 // authenticated via the |ad| parameter. This data is not included in the
81 // ciphertext and must be identical for both the "seal" and "open" call. This
82 // permits implicit context to be authenticated but may be empty if not needed.
83 //
84 // The "seal" and "open" operations may work in-place if the |out| and |in|
85 // arguments are equal. Otherwise, if |out| and |in| alias, input data may be
86 // overwritten before it is read. This situation will cause an error.
87 //
88 // The "seal" and "open" operations return one on success and zero on error.
89
90
91 // AEAD algorithms.
92
93 // EVP_aead_aes_128_gcm is AES-128 in Galois Counter Mode.
94 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_128_gcm(void);
95
96 // EVP_aead_aes_256_gcm is AES-256 in Galois Counter Mode.
97 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_256_gcm(void);
98
99 // EVP_aead_chacha20_poly1305 is the AEAD built from ChaCha20 and
100 // Poly1305 as described in RFC 7539.
101 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_chacha20_poly1305(void);
102
103 // EVP_aead_aes_128_ctr_hmac_sha256 is AES-128 in CTR mode with HMAC-SHA256 for
104 // authentication. The nonce is 12 bytes; the bottom 32-bits are used as the
105 // block counter, thus the maximum plaintext size is 64GB.
106 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_128_ctr_hmac_sha256(void);
107
108 // EVP_aead_aes_256_ctr_hmac_sha256 is AES-256 in CTR mode with HMAC-SHA256 for
109 // authentication. See |EVP_aead_aes_128_ctr_hmac_sha256| for details.
110 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_256_ctr_hmac_sha256(void);
111
112 // EVP_aead_aes_128_gcm_siv is AES-128 in GCM-SIV mode. See
113 // https://tools.ietf.org/html/draft-irtf-cfrg-gcmsiv-02
114 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_128_gcm_siv(void);
115
116 // EVP_aead_aes_256_gcm_siv is AES-256 in GCM-SIV mode. See
117 // https://tools.ietf.org/html/draft-irtf-cfrg-gcmsiv-02
118 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_256_gcm_siv(void);
119
120 // EVP_aead_aes_128_ccm_bluetooth is AES-128-CCM with M=4 and L=2 (4-byte tags
121 // and 13-byte nonces), as decribed in the Bluetooth Core Specification v5.0,
122 // Volume 6, Part E, Section 1.
123 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_128_ccm_bluetooth(void);
124
125 // EVP_aead_aes_128_ccm_bluetooth_8 is AES-128-CCM with M=8 and L=2 (8-byte tags
126 // and 13-byte nonces), as used in the Bluetooth Mesh Networking Specification
127 // v1.0.
128 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_128_ccm_bluetooth_8(void);
129
130 // EVP_has_aes_hardware returns one if we enable hardware support for fast and
131 // constant-time AES-GCM.
132 OPENSSL_EXPORT int EVP_has_aes_hardware(void);
133
134
135 // Utility functions.
136
137 // EVP_AEAD_key_length returns the length, in bytes, of the keys used by
138 // |aead|.
139 OPENSSL_EXPORT size_t EVP_AEAD_key_length(const EVP_AEAD *aead);
140
141 // EVP_AEAD_nonce_length returns the length, in bytes, of the per-message nonce
142 // for |aead|.
143 OPENSSL_EXPORT size_t EVP_AEAD_nonce_length(const EVP_AEAD *aead);
144
145 // EVP_AEAD_max_overhead returns the maximum number of additional bytes added
146 // by the act of sealing data with |aead|.
147 OPENSSL_EXPORT size_t EVP_AEAD_max_overhead(const EVP_AEAD *aead);
148
149 // EVP_AEAD_max_tag_len returns the maximum tag length when using |aead|. This
150 // is the largest value that can be passed as |tag_len| to
151 // |EVP_AEAD_CTX_init|.
152 OPENSSL_EXPORT size_t EVP_AEAD_max_tag_len(const EVP_AEAD *aead);
153
154
155 // AEAD operations.
156
157 // An EVP_AEAD_CTX represents an AEAD algorithm configured with a specific key
158 // and message-independent IV.
159 typedef struct evp_aead_ctx_st {
160   const EVP_AEAD *aead;
161   // aead_state is an opaque pointer to whatever state the AEAD needs to
162   // maintain.
163   void *aead_state;
164   // tag_len may contain the actual length of the authentication tag if it is
165   // known at initialization time.
166   uint8_t tag_len;
167 } EVP_AEAD_CTX;
168
169 // EVP_AEAD_MAX_KEY_LENGTH contains the maximum key length used by
170 // any AEAD defined in this header.
171 #define EVP_AEAD_MAX_KEY_LENGTH 80
172
173 // EVP_AEAD_MAX_NONCE_LENGTH contains the maximum nonce length used by
174 // any AEAD defined in this header.
175 #define EVP_AEAD_MAX_NONCE_LENGTH 16
176
177 // EVP_AEAD_MAX_OVERHEAD contains the maximum overhead used by any AEAD
178 // defined in this header.
179 #define EVP_AEAD_MAX_OVERHEAD 64
180
181 // EVP_AEAD_DEFAULT_TAG_LENGTH is a magic value that can be passed to
182 // EVP_AEAD_CTX_init to indicate that the default tag length for an AEAD should
183 // be used.
184 #define EVP_AEAD_DEFAULT_TAG_LENGTH 0
185
186 // EVP_AEAD_CTX_zero sets an uninitialized |ctx| to the zero state. It must be
187 // initialized with |EVP_AEAD_CTX_init| before use. It is safe, but not
188 // necessary, to call |EVP_AEAD_CTX_cleanup| in this state. This may be used for
189 // more uniform cleanup of |EVP_AEAD_CTX|.
190 OPENSSL_EXPORT void EVP_AEAD_CTX_zero(EVP_AEAD_CTX *ctx);
191
192 // EVP_AEAD_CTX_new allocates an |EVP_AEAD_CTX|, calls |EVP_AEAD_CTX_init| and
193 // returns the |EVP_AEAD_CTX|, or NULL on error.
194 OPENSSL_EXPORT EVP_AEAD_CTX *EVP_AEAD_CTX_new(const EVP_AEAD *aead,
195                                               const uint8_t *key,
196                                               size_t key_len, size_t tag_len);
197
198 // EVP_AEAD_CTX_free calls |EVP_AEAD_CTX_cleanup| and |OPENSSL_free| on
199 // |ctx|.
200 OPENSSL_EXPORT void EVP_AEAD_CTX_free(EVP_AEAD_CTX *ctx);
201
202 // EVP_AEAD_CTX_init initializes |ctx| for the given AEAD algorithm. The |impl|
203 // argument is ignored and should be NULL. Authentication tags may be truncated
204 // by passing a size as |tag_len|. A |tag_len| of zero indicates the default
205 // tag length and this is defined as EVP_AEAD_DEFAULT_TAG_LENGTH for
206 // readability.
207 //
208 // Returns 1 on success. Otherwise returns 0 and pushes to the error stack. In
209 // the error case, you do not need to call |EVP_AEAD_CTX_cleanup|, but it's
210 // harmless to do so.
211 OPENSSL_EXPORT int EVP_AEAD_CTX_init(EVP_AEAD_CTX *ctx, const EVP_AEAD *aead,
212                                      const uint8_t *key, size_t key_len,
213                                      size_t tag_len, ENGINE *impl);
214
215 // EVP_AEAD_CTX_cleanup frees any data allocated by |ctx|. It is a no-op to
216 // call |EVP_AEAD_CTX_cleanup| on a |EVP_AEAD_CTX| that has been |memset| to
217 // all zeros.
218 OPENSSL_EXPORT void EVP_AEAD_CTX_cleanup(EVP_AEAD_CTX *ctx);
219
220 // EVP_AEAD_CTX_seal encrypts and authenticates |in_len| bytes from |in| and
221 // authenticates |ad_len| bytes from |ad| and writes the result to |out|. It
222 // returns one on success and zero otherwise.
223 //
224 // This function may be called concurrently with itself or any other seal/open
225 // function on the same |EVP_AEAD_CTX|.
226 //
227 // At most |max_out_len| bytes are written to |out| and, in order to ensure
228 // success, |max_out_len| should be |in_len| plus the result of
229 // |EVP_AEAD_max_overhead|. On successful return, |*out_len| is set to the
230 // actual number of bytes written.
231 //
232 // The length of |nonce|, |nonce_len|, must be equal to the result of
233 // |EVP_AEAD_nonce_length| for this AEAD.
234 //
235 // |EVP_AEAD_CTX_seal| never results in a partial output. If |max_out_len| is
236 // insufficient, zero will be returned. If any error occurs, |out| will be
237 // filled with zero bytes and |*out_len| set to zero.
238 //
239 // If |in| and |out| alias then |out| must be == |in|.
240 OPENSSL_EXPORT int EVP_AEAD_CTX_seal(const EVP_AEAD_CTX *ctx, uint8_t *out,
241                                      size_t *out_len, size_t max_out_len,
242                                      const uint8_t *nonce, size_t nonce_len,
243                                      const uint8_t *in, size_t in_len,
244                                      const uint8_t *ad, size_t ad_len);
245
246 // EVP_AEAD_CTX_open authenticates |in_len| bytes from |in| and |ad_len| bytes
247 // from |ad| and decrypts at most |in_len| bytes into |out|. It returns one on
248 // success and zero otherwise.
249 //
250 // This function may be called concurrently with itself or any other seal/open
251 // function on the same |EVP_AEAD_CTX|.
252 //
253 // At most |in_len| bytes are written to |out|. In order to ensure success,
254 // |max_out_len| should be at least |in_len|. On successful return, |*out_len|
255 // is set to the the actual number of bytes written.
256 //
257 // The length of |nonce|, |nonce_len|, must be equal to the result of
258 // |EVP_AEAD_nonce_length| for this AEAD.
259 //
260 // |EVP_AEAD_CTX_open| never results in a partial output. If |max_out_len| is
261 // insufficient, zero will be returned. If any error occurs, |out| will be
262 // filled with zero bytes and |*out_len| set to zero.
263 //
264 // If |in| and |out| alias then |out| must be == |in|.
265 OPENSSL_EXPORT int EVP_AEAD_CTX_open(const EVP_AEAD_CTX *ctx, uint8_t *out,
266                                      size_t *out_len, size_t max_out_len,
267                                      const uint8_t *nonce, size_t nonce_len,
268                                      const uint8_t *in, size_t in_len,
269                                      const uint8_t *ad, size_t ad_len);
270
271 // EVP_AEAD_CTX_seal_scatter encrypts and authenticates |in_len| bytes from |in|
272 // and authenticates |ad_len| bytes from |ad|. It writes |in_len| bytes of
273 // ciphertext to |out| and the authentication tag to |out_tag|. It returns one
274 // on success and zero otherwise.
275 //
276 // This function may be called concurrently with itself or any other seal/open
277 // function on the same |EVP_AEAD_CTX|.
278 //
279 // Exactly |in_len| bytes are written to |out|, and up to
280 // |EVP_AEAD_max_overhead+extra_in_len| bytes to |out_tag|. On successful
281 // return, |*out_tag_len| is set to the actual number of bytes written to
282 // |out_tag|.
283 //
284 // |extra_in| may point to an additional plaintext input buffer if the cipher
285 // supports it. If present, |extra_in_len| additional bytes of plaintext are
286 // encrypted and authenticated, and the ciphertext is written (before the tag)
287 // to |out_tag|. |max_out_tag_len| must be sized to allow for the additional
288 // |extra_in_len| bytes.
289 //
290 // The length of |nonce|, |nonce_len|, must be equal to the result of
291 // |EVP_AEAD_nonce_length| for this AEAD.
292 //
293 // |EVP_AEAD_CTX_seal_scatter| never results in a partial output. If
294 // |max_out_tag_len| is insufficient, zero will be returned. If any error
295 // occurs, |out| and |out_tag| will be filled with zero bytes and |*out_tag_len|
296 // set to zero.
297 //
298 // If |in| and |out| alias then |out| must be == |in|. |out_tag| may not alias
299 // any other argument.
300 OPENSSL_EXPORT int EVP_AEAD_CTX_seal_scatter(
301     const EVP_AEAD_CTX *ctx, uint8_t *out,
302     uint8_t *out_tag, size_t *out_tag_len, size_t max_out_tag_len,
303     const uint8_t *nonce, size_t nonce_len,
304     const uint8_t *in, size_t in_len,
305     const uint8_t *extra_in, size_t extra_in_len,
306     const uint8_t *ad, size_t ad_len);
307
308 // EVP_AEAD_CTX_open_gather decrypts and authenticates |in_len| bytes from |in|
309 // and authenticates |ad_len| bytes from |ad| using |in_tag_len| bytes of
310 // authentication tag from |in_tag|. If successful, it writes |in_len| bytes of
311 // plaintext to |out|. It returns one on success and zero otherwise.
312 //
313 // This function may be called concurrently with itself or any other seal/open
314 // function on the same |EVP_AEAD_CTX|.
315 //
316 // The length of |nonce|, |nonce_len|, must be equal to the result of
317 // |EVP_AEAD_nonce_length| for this AEAD.
318 //
319 // |EVP_AEAD_CTX_open_gather| never results in a partial output. If any error
320 // occurs, |out| will be filled with zero bytes.
321 //
322 // If |in| and |out| alias then |out| must be == |in|.
323 OPENSSL_EXPORT int EVP_AEAD_CTX_open_gather(
324     const EVP_AEAD_CTX *ctx, uint8_t *out, const uint8_t *nonce,
325     size_t nonce_len, const uint8_t *in, size_t in_len, const uint8_t *in_tag,
326     size_t in_tag_len, const uint8_t *ad, size_t ad_len);
327
328 // EVP_AEAD_CTX_aead returns the underlying AEAD for |ctx|, or NULL if one has
329 // not been set.
330 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_AEAD_CTX_aead(const EVP_AEAD_CTX *ctx);
331
332
333 // TLS-specific AEAD algorithms.
334 //
335 // These AEAD primitives do not meet the definition of generic AEADs. They are
336 // all specific to TLS and should not be used outside of that context. They must
337 // be initialized with |EVP_AEAD_CTX_init_with_direction|, are stateful, and may
338 // not be used concurrently. Any nonces are used as IVs, so they must be
339 // unpredictable. They only accept an |ad| parameter of length 11 (the standard
340 // TLS one with length omitted).
341
342 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_128_cbc_sha1_tls(void);
343 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_128_cbc_sha1_tls_implicit_iv(void);
344 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_128_cbc_sha256_tls(void);
345
346 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_256_cbc_sha1_tls(void);
347 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_256_cbc_sha1_tls_implicit_iv(void);
348 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_256_cbc_sha256_tls(void);
349 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_256_cbc_sha384_tls(void);
350
351 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_des_ede3_cbc_sha1_tls(void);
352 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_des_ede3_cbc_sha1_tls_implicit_iv(void);
353
354 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_null_sha1_tls(void);
355
356 // EVP_aead_aes_128_gcm_tls12 is AES-128 in Galois Counter Mode using the TLS
357 // 1.2 nonce construction.
358 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_128_gcm_tls12(void);
359
360 // EVP_aead_aes_256_gcm_tls12 is AES-256 in Galois Counter Mode using the TLS
361 // 1.2 nonce construction.
362 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_256_gcm_tls12(void);
363
364
365 // SSLv3-specific AEAD algorithms.
366 //
367 // These AEAD primitives do not meet the definition of generic AEADs. They are
368 // all specific to SSLv3 and should not be used outside of that context. They
369 // must be initialized with |EVP_AEAD_CTX_init_with_direction|, are stateful,
370 // and may not be used concurrently. They only accept an |ad| parameter of
371 // length 9 (the standard TLS one with length and version omitted).
372
373 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_128_cbc_sha1_ssl3(void);
374 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_aes_256_cbc_sha1_ssl3(void);
375 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_des_ede3_cbc_sha1_ssl3(void);
376 OPENSSL_EXPORT const EVP_AEAD *EVP_aead_null_sha1_ssl3(void);
377
378
379 // Obscure functions.
380
381 // evp_aead_direction_t denotes the direction of an AEAD operation.
382 enum evp_aead_direction_t {
383   evp_aead_open,
384   evp_aead_seal,
385 };
386
387 // EVP_AEAD_CTX_init_with_direction calls |EVP_AEAD_CTX_init| for normal
388 // AEADs. For TLS-specific and SSL3-specific AEADs, it initializes |ctx| for a
389 // given direction.
390 OPENSSL_EXPORT int EVP_AEAD_CTX_init_with_direction(
391     EVP_AEAD_CTX *ctx, const EVP_AEAD *aead, const uint8_t *key, size_t key_len,
392     size_t tag_len, enum evp_aead_direction_t dir);
393
394 // EVP_AEAD_CTX_get_iv sets |*out_len| to the length of the IV for |ctx| and
395 // sets |*out_iv| to point to that many bytes of the current IV. This is only
396 // meaningful for AEADs with implicit IVs (i.e. CBC mode in SSLv3 and TLS 1.0).
397 //
398 // It returns one on success or zero on error.
399 OPENSSL_EXPORT int EVP_AEAD_CTX_get_iv(const EVP_AEAD_CTX *ctx,
400                                        const uint8_t **out_iv, size_t *out_len);
401
402 // EVP_AEAD_CTX_tag_len computes the exact byte length of the tag written by
403 // |EVP_AEAD_CTX_seal_scatter| and writes it to |*out_tag_len|. It returns one
404 // on success or zero on error. |in_len| and |extra_in_len| must equal the
405 // arguments of the same names passed to |EVP_AEAD_CTX_seal_scatter|.
406 OPENSSL_EXPORT int EVP_AEAD_CTX_tag_len(const EVP_AEAD_CTX *ctx,
407                                         size_t *out_tag_len,
408                                         const size_t in_len,
409                                         const size_t extra_in_len);
410
411
412 #if defined(__cplusplus)
413 }  // extern C
414
415 #if !defined(BORINGSSL_NO_CXX)
416 extern "C++" {
417
418 namespace bssl {
419
420 using ScopedEVP_AEAD_CTX =
421     internal::StackAllocated<EVP_AEAD_CTX, void, EVP_AEAD_CTX_zero,
422                              EVP_AEAD_CTX_cleanup>;
423
424 BORINGSSL_MAKE_DELETER(EVP_AEAD_CTX, EVP_AEAD_CTX_free)
425
426 }  // namespace bssl
427
428 }  // extern C++
429 #endif
430
431 #endif
432
433 #endif  // OPENSSL_HEADER_AEAD_H