sshrsa.c

   1 /*
   2  * RSA implementation for PuTTY.
   3  */
   4
   5 #include <stdio.h>
   6 #include <stdlib.h>
   7 #include <string.h>
   8 #include <assert.h>
   9
  10 #include "ssh.h"
  11 #include "misc.h"
  12
  13 #define GET_32BIT(cp) \
  14     (((unsigned long)(unsigned char)(cp)[0] << 24) | \
  15     ((unsigned long)(unsigned char)(cp)[1] << 16) | \
  16     ((unsigned long)(unsigned char)(cp)[2] << 8) | \
  17     ((unsigned long)(unsigned char)(cp)[3]))
  18
  19 #define PUT_32BIT(cp, value) { \
  20     (cp)[0] = (unsigned char)((value) >> 24); \
  21     (cp)[1] = (unsigned char)((value) >> 16); \
  22     (cp)[2] = (unsigned char)((value) >> 8); \
  23     (cp)[3] = (unsigned char)(value); }
  24
  25 int makekey(unsigned char *data, struct RSAKey *result,
  26             unsigned char **keystr, int order)
  27 {
  28     unsigned char *p = data;
  29     int i;
  30
  31     if (result) {
  32         result->bits = 0;
  33         for (i = 0; i < 4; i++)
  34             result->bits = (result->bits << 8) + *p++;
  35     } else
  36         p += 4;
  37
  38     /*
  39      * order=0 means exponent then modulus (the keys sent by the
  40      * server). order=1 means modulus then exponent (the keys
  41      * stored in a keyfile).
  42      */
  43
  44     if (order == 0)
  45         p += ssh1_read_bignum(p, result ? &result->exponent : NULL);
  46     if (result)
  47         result->bytes = (((p[0] << 8) + p[1]) + 7) / 8;
  48     if (keystr)
  49         *keystr = p + 2;
  50     p += ssh1_read_bignum(p, result ? &result->modulus : NULL);
  51     if (order == 1)
  52         p += ssh1_read_bignum(p, result ? &result->exponent : NULL);
  53
  54     return p - data;
  55 }
  56
  57 int makeprivate(unsigned char *data, struct RSAKey *result)
  58 {
  59     return ssh1_read_bignum(data, &result->private_exponent);
  60 }
  61
  62 void rsaencrypt(unsigned char *data, int length, struct RSAKey *key)
  63 {
  64     Bignum b1, b2;
  65     int i;
  66     unsigned char *p;
  67
  68     memmove(data + key->bytes - length, data, length);
  69     data[0] = 0;
  70     data[1] = 2;
  71
  72     for (i = 2; i < key->bytes - length - 1; i++) {
  73         do {
  74             data[i] = random_byte();
  75         } while (data[i] == 0);
  76     }
  77     data[key->bytes - length - 1] = 0;
  78
  79     b1 = bignum_from_bytes(data, key->bytes);
  80
  81     b2 = modpow(b1, key->exponent, key->modulus);
  82
  83     p = data;
  84     for (i = key->bytes; i--;) {
  85         *p++ = bignum_byte(b2, i);
  86     }
  87
  88     freebn(b1);
  89     freebn(b2);
  90 }
  91
  92 static void sha512_mpint(SHA512_State * s, Bignum b)
  93 {
  94     unsigned char lenbuf[4];
  95     int len;
  96     len = (bignum_bitcount(b) + 8) / 8;
  97     PUT_32BIT(lenbuf, len);
  98     SHA512_Bytes(s, lenbuf, 4);
  99     while (len-- > 0) {
 100         lenbuf[0] = bignum_byte(b, len);
 101         SHA512_Bytes(s, lenbuf, 1);
 102     }
 103     memset(lenbuf, 0, sizeof(lenbuf));
 104 }
 105
 106 /*
 107  * This function is a wrapper on modpow(). It has the same effect
 108  * as modpow(), but employs RSA blinding to protect against timing
 109  * attacks.
 110  */
 111 static Bignum rsa_privkey_op(Bignum input, struct RSAKey *key)
 112 {
 113     Bignum random, random_encrypted, random_inverse;
 114     Bignum input_blinded, ret_blinded;
 115     Bignum ret;
 116
 117     SHA512_State ss;
 118     unsigned char digest512[64];
 119     int digestused = lenof(digest512);
 120     int hashseq = 0;
 121
 122     /*
 123      * Start by inventing a random number chosen uniformly from the
 124      * range 2..modulus-1. (We do this by preparing a random number
 125      * of the right length and retrying if it's greater than the
 126      * modulus, to prevent any potential Bleichenbacher-like
 127      * attacks making use of the uneven distribution within the
 128      * range that would arise from just reducing our number mod n.
 129      * There are timing implications to the potential retries, of
 130      * course, but all they tell you is the modulus, which you
 131      * already knew.)
 132      *
 133      * To preserve determinism and avoid Pageant needing to share
 134      * the random number pool, we actually generate this `random'
 135      * number by hashing stuff with the private key.
 136      */
 137     while (1) {
 138         int bits, byte, bitsleft, v;
 139         random = copybn(key->modulus);
 140         /*
 141          * Find the topmost set bit. (This function will return its
 142          * index plus one.) Then we'll set all bits from that one
 143          * downwards randomly.
 144          */
 145         bits = bignum_bitcount(random);
 146         byte = 0;
 147         bitsleft = 0;
 148         while (bits--) {
 149             if (bitsleft <= 0) {
 150                 bitsleft = 8;
 151                 /*
 152                  * Conceptually the following few lines are equivalent to
 153                  *    byte = random_byte();
 154                  */
 155                 if (digestused >= lenof(digest512)) {
 156                     unsigned char seqbuf[4];
 157                     PUT_32BIT(seqbuf, hashseq);
 158                     SHA512_Init(&ss);
 159                     SHA512_Bytes(&ss, "RSA deterministic blinding", 26);
 160                     SHA512_Bytes(&ss, seqbuf, sizeof(seqbuf));
 161                     sha512_mpint(&ss, key->private_exponent);
 162                     SHA512_Final(&ss, digest512);
 163                     hashseq++;
 164
 165                     /*
 166                      * Now hash that digest plus the signature
 167                      * input.
 168                      */
 169                     SHA512_Init(&ss);
 170                     SHA512_Bytes(&ss, digest512, sizeof(digest512));
 171                     sha512_mpint(&ss, input);
 172                     SHA512_Final(&ss, digest512);
 173
 174                     digestused = 0;
 175                 }
 176                 byte = digest512[digestused++];
 177             }
 178             v = byte & 1;
 179             byte >>= 1;
 180             bitsleft--;
 181             bignum_set_bit(random, bits, v);
 182         }
 183
 184         /*
 185          * Now check that this number is strictly greater than
 186          * zero, and strictly less than modulus.
 187          */
 188         if (bignum_cmp(random, Zero) <= 0 ||
 189             bignum_cmp(random, key->modulus) >= 0) {
 190             freebn(random);
 191             continue;
 192         } else {
 193             break;
 194         }
 195     }
 196
 197     /*
 198      * RSA blinding relies on the fact that (xy)^d mod n is equal
 199      * to (x^d mod n) * (y^d mod n) mod n. We invent a random pair
 200      * y and y^d; then we multiply x by y, raise to the power d mod
 201      * n as usual, and divide by y^d to recover x^d. Thus an
 202      * attacker can't correlate the timing of the modpow with the
 203      * input, because they don't know anything about the number
 204      * that was input to the actual modpow.
 205      *
 206      * The clever bit is that we don't have to do a huge modpow to
 207      * get y and y^d; we will use the number we just invented as
 208      * _y^d_, and use the _public_ exponent to compute (y^d)^e = y
 209      * from it, which is much faster to do.
 210      */
 211     random_encrypted = modpow(random, key->exponent, key->modulus);
 212     random_inverse = modinv(random, key->modulus);
 213     input_blinded = modmul(input, random_encrypted, key->modulus);
 214     ret_blinded = modpow(input_blinded, key->private_exponent, key->modulus);
 215     ret = modmul(ret_blinded, random_inverse, key->modulus);
 216
 217     freebn(ret_blinded);
 218     freebn(input_blinded);
 219     freebn(random_inverse);
 220     freebn(random_encrypted);
 221     freebn(random);
 222
 223     return ret;
 224 }
 225
 226 Bignum rsadecrypt(Bignum input, struct RSAKey *key)
 227 {
 228     return rsa_privkey_op(input, key);
 229 }
 230
 231 int rsastr_len(struct RSAKey *key)
 232 {
 233     Bignum md, ex;
 234     int mdlen, exlen;
 235
 236     md = key->modulus;
 237     ex = key->exponent;
 238     mdlen = (bignum_bitcount(md) + 15) / 16;
 239     exlen = (bignum_bitcount(ex) + 15) / 16;
 240     return 4 * (mdlen + exlen) + 20;
 241 }
 242
 243 void rsastr_fmt(char *str, struct RSAKey *key)
 244 {
 245     Bignum md, ex;
 246     int len = 0, i, nibbles;
 247     static const char hex[] = "0123456789abcdef";
 248
 249     md = key->modulus;
 250     ex = key->exponent;
 251
 252     len += sprintf(str + len, "0x");
 253
 254     nibbles = (3 + bignum_bitcount(ex)) / 4;
 255     if (nibbles < 1)
 256         nibbles = 1;
 257     for (i = nibbles; i--;)
 258         str[len++] = hex[(bignum_byte(ex, i / 2) >> (4 * (i % 2))) & 0xF];
 259
 260     len += sprintf(str + len, ",0x");
 261
 262     nibbles = (3 + bignum_bitcount(md)) / 4;
 263     if (nibbles < 1)
 264         nibbles = 1;
 265     for (i = nibbles; i--;)
 266         str[len++] = hex[(bignum_byte(md, i / 2) >> (4 * (i % 2))) & 0xF];
 267
 268     str[len] = '\0';
 269 }
 270
 271 /*
 272  * Generate a fingerprint string for the key. Compatible with the
 273  * OpenSSH fingerprint code.
 274  */
 275 void rsa_fingerprint(char *str, int len, struct RSAKey *key)
 276 {
 277     struct MD5Context md5c;
 278     unsigned char digest[16];
 279     char buffer[16 * 3 + 40];
 280     int numlen, slen, i;
 281
 282     MD5Init(&md5c);
 283     numlen = ssh1_bignum_length(key->modulus) - 2;
 284     for (i = numlen; i--;) {
 285         unsigned char c = bignum_byte(key->modulus, i);
 286         MD5Update(&md5c, &c, 1);
 287     }
 288     numlen = ssh1_bignum_length(key->exponent) - 2;
 289     for (i = numlen; i--;) {
 290         unsigned char c = bignum_byte(key->exponent, i);
 291         MD5Update(&md5c, &c, 1);
 292     }
 293     MD5Final(digest, &md5c);
 294
 295     sprintf(buffer, "%d ", bignum_bitcount(key->modulus));
 296     for (i = 0; i < 16; i++)
 297         sprintf(buffer + strlen(buffer), "%s%02x", i ? ":" : "",
 298                 digest[i]);
 299     strncpy(str, buffer, len);
 300     str[len - 1] = '\0';
 301     slen = strlen(str);
 302     if (key->comment && slen < len - 1) {
 303         str[slen] = ' ';
 304         strncpy(str + slen + 1, key->comment, len - slen - 1);
 305         str[len - 1] = '\0';
 306     }
 307 }
 308
 309 /*
 310  * Verify that the public data in an RSA key matches the private
 311  * data. We also check the private data itself: we ensure that p >
 312  * q and that iqmp really is the inverse of q mod p.
 313  */
 314 int rsa_verify(struct RSAKey *key)
 315 {
 316     Bignum n, ed, pm1, qm1;
 317     int cmp;
 318
 319     /* n must equal pq. */
 320     n = bigmul(key->p, key->q);
 321     cmp = bignum_cmp(n, key->modulus);
 322     freebn(n);
 323     if (cmp != 0)
 324         return 0;
 325
 326     /* e * d must be congruent to 1, modulo (p-1) and modulo (q-1). */
 327     pm1 = copybn(key->p);
 328     decbn(pm1);
 329     ed = modmul(key->exponent, key->private_exponent, pm1);
 330     cmp = bignum_cmp(ed, One);
 331     sfree(ed);
 332     if (cmp != 0)
 333         return 0;
 334
 335     qm1 = copybn(key->q);
 336     decbn(qm1);
 337     ed = modmul(key->exponent, key->private_exponent, qm1);
 338     cmp = bignum_cmp(ed, One);
 339     sfree(ed);
 340     if (cmp != 0)
 341         return 0;
 342
 343     /*
 344      * Ensure p > q.
 345      */
 346     if (bignum_cmp(key->p, key->q) <= 0)
 347         return 0;
 348
 349     /*
 350      * Ensure iqmp * q is congruent to 1, modulo p.
 351      */
 352     n = modmul(key->iqmp, key->q, key->p);
 353     cmp = bignum_cmp(n, One);
 354     sfree(n);
 355     if (cmp != 0)
 356         return 0;
 357
 358     return 1;
 359 }
 360
 361 /* Public key blob as used by Pageant: exponent before modulus. */
 362 unsigned char *rsa_public_blob(struct RSAKey *key, int *len)
 363 {
 364     int length, pos;
 365     unsigned char *ret;
 366
 367     length = (ssh1_bignum_length(key->modulus) +
 368               ssh1_bignum_length(key->exponent) + 4);
 369     ret = snewn(length, unsigned char);
 370
 371     PUT_32BIT(ret, bignum_bitcount(key->modulus));
 372     pos = 4;
 373     pos += ssh1_write_bignum(ret + pos, key->exponent);
 374     pos += ssh1_write_bignum(ret + pos, key->modulus);
 375
 376     *len = length;
 377     return ret;
 378 }
 379
 380 /* Given a public blob, determine its length. */
 381 int rsa_public_blob_len(void *data)
 382 {
 383     unsigned char *p = (unsigned char *)data;
 384
 385     p += 4;                            /* length word */
 386     p += ssh1_read_bignum(p, NULL);    /* exponent */
 387     p += ssh1_read_bignum(p, NULL);    /* modulus */
 388
 389     return p - (unsigned char *)data;
 390 }
 391
 392 void freersakey(struct RSAKey *key)
 393 {
 394     if (key->modulus)
 395         freebn(key->modulus);
 396     if (key->exponent)
 397         freebn(key->exponent);
 398     if (key->private_exponent)
 399         freebn(key->private_exponent);
 400     if (key->comment)
 401         sfree(key->comment);
 402 }
 403
 404 /* ----------------------------------------------------------------------
 405  * Implementation of the ssh-rsa signing key type.
 406  */
 407
 408 static void getstring(char **data, int *datalen, char **p, int *length)
 409 {
 410     *p = NULL;
 411     if (*datalen < 4)
 412         return;
 413     *length = GET_32BIT(*data);
 414     *datalen -= 4;
 415     *data += 4;
 416     if (*datalen < *length)
 417         return;
 418     *p = *data;
 419     *data += *length;
 420     *datalen -= *length;
 421 }
 422 static Bignum getmp(char **data, int *datalen)
 423 {
 424     char *p;
 425     int length;
 426     Bignum b;
 427
 428     getstring(data, datalen, &p, &length);
 429     if (!p)
 430         return NULL;
 431     b = bignum_from_bytes((unsigned char *)p, length);
 432     return b;
 433 }
 434
 435 static void *rsa2_newkey(char *data, int len)
 436 {
 437     char *p;
 438     int slen;
 439     struct RSAKey *rsa;
 440
 441     rsa = snew(struct RSAKey);
 442     if (!rsa)
 443         return NULL;
 444     getstring(&data, &len, &p, &slen);
 445
 446     if (!p || slen != 7 || memcmp(p, "ssh-rsa", 7)) {
 447         sfree(rsa);
 448         return NULL;
 449     }
 450     rsa->exponent = getmp(&data, &len);
 451     rsa->modulus = getmp(&data, &len);
 452     rsa->private_exponent = NULL;
 453     rsa->comment = NULL;
 454
 455     return rsa;
 456 }
 457
 458 static void rsa2_freekey(void *key)
 459 {
 460     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;
 461     freersakey(rsa);
 462     sfree(rsa);
 463 }
 464
 465 static char *rsa2_fmtkey(void *key)
 466 {
 467     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;
 468     char *p;
 469     int len;
 470
 471     len = rsastr_len(rsa);
 472     p = snewn(len, char);
 473     rsastr_fmt(p, rsa);
 474     return p;
 475 }
 476
 477 static unsigned char *rsa2_public_blob(void *key, int *len)
 478 {
 479     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;
 480     int elen, mlen, bloblen;
 481     int i;
 482     unsigned char *blob, *p;
 483
 484     elen = (bignum_bitcount(rsa->exponent) + 8) / 8;
 485     mlen = (bignum_bitcount(rsa->modulus) + 8) / 8;
 486
 487     /*
 488      * string "ssh-rsa", mpint exp, mpint mod. Total 19+elen+mlen.
 489      * (three length fields, 12+7=19).
 490      */
 491     bloblen = 19 + elen + mlen;
 492     blob = snewn(bloblen, unsigned char);
 493     p = blob;
 494     PUT_32BIT(p, 7);
 495     p += 4;
 496     memcpy(p, "ssh-rsa", 7);
 497     p += 7;
 498     PUT_32BIT(p, elen);
 499     p += 4;
 500     for (i = elen; i--;)
 501         *p++ = bignum_byte(rsa->exponent, i);
 502     PUT_32BIT(p, mlen);
 503     p += 4;
 504     for (i = mlen; i--;)
 505         *p++ = bignum_byte(rsa->modulus, i);
 506     assert(p == blob + bloblen);
 507     *len = bloblen;
 508     return blob;
 509 }
 510
 511 static unsigned char *rsa2_private_blob(void *key, int *len)
 512 {
 513     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;
 514     int dlen, plen, qlen, ulen, bloblen;
 515     int i;
 516     unsigned char *blob, *p;
 517
 518     dlen = (bignum_bitcount(rsa->private_exponent) + 8) / 8;
 519     plen = (bignum_bitcount(rsa->p) + 8) / 8;
 520     qlen = (bignum_bitcount(rsa->q) + 8) / 8;
 521     ulen = (bignum_bitcount(rsa->iqmp) + 8) / 8;
 522
 523     /*
 524      * mpint private_exp, mpint p, mpint q, mpint iqmp. Total 16 +
 525      * sum of lengths.
 526      */
 527     bloblen = 16 + dlen + plen + qlen + ulen;
 528     blob = snewn(bloblen, unsigned char);
 529     p = blob;
 530     PUT_32BIT(p, dlen);
 531     p += 4;
 532     for (i = dlen; i--;)
 533         *p++ = bignum_byte(rsa->private_exponent, i);
 534     PUT_32BIT(p, plen);
 535     p += 4;
 536     for (i = plen; i--;)
 537         *p++ = bignum_byte(rsa->p, i);
 538     PUT_32BIT(p, qlen);
 539     p += 4;
 540     for (i = qlen; i--;)
 541         *p++ = bignum_byte(rsa->q, i);
 542     PUT_32BIT(p, ulen);
 543     p += 4;
 544     for (i = ulen; i--;)
 545         *p++ = bignum_byte(rsa->iqmp, i);
 546     assert(p == blob + bloblen);
 547     *len = bloblen;
 548     return blob;
 549 }
 550
 551 static void *rsa2_createkey(unsigned char *pub_blob, int pub_len,
 552                             unsigned char *priv_blob, int priv_len)
 553 {
 554     struct RSAKey *rsa;
 555     char *pb = (char *) priv_blob;
 556
 557     rsa = rsa2_newkey((char *) pub_blob, pub_len);
 558     rsa->private_exponent = getmp(&pb, &priv_len);
 559     rsa->p = getmp(&pb, &priv_len);
 560     rsa->q = getmp(&pb, &priv_len);
 561     rsa->iqmp = getmp(&pb, &priv_len);
 562
 563     if (!rsa_verify(rsa)) {
 564         rsa2_freekey(rsa);
 565         return NULL;
 566     }
 567
 568     return rsa;
 569 }
 570
 571 static void *rsa2_openssh_createkey(unsigned char **blob, int *len)
 572 {
 573     char **b = (char **) blob;
 574     struct RSAKey *rsa;
 575
 576     rsa = snew(struct RSAKey);
 577     if (!rsa)
 578         return NULL;
 579     rsa->comment = NULL;
 580
 581     rsa->modulus = getmp(b, len);
 582     rsa->exponent = getmp(b, len);
 583     rsa->private_exponent = getmp(b, len);
 584     rsa->iqmp = getmp(b, len);
 585     rsa->p = getmp(b, len);
 586     rsa->q = getmp(b, len);
 587
 588     if (!rsa->modulus || !rsa->exponent || !rsa->private_exponent ||
 589         !rsa->iqmp || !rsa->p || !rsa->q) {
 590         sfree(rsa->modulus);
 591         sfree(rsa->exponent);
 592         sfree(rsa->private_exponent);
 593         sfree(rsa->iqmp);
 594         sfree(rsa->p);
 595         sfree(rsa->q);
 596         sfree(rsa);
 597         return NULL;
 598     }
 599
 600     return rsa;
 601 }
 602
 603 static int rsa2_openssh_fmtkey(void *key, unsigned char *blob, int len)
 604 {
 605     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;
 606     int bloblen, i;
 607
 608     bloblen =
 609         ssh2_bignum_length(rsa->modulus) +
 610         ssh2_bignum_length(rsa->exponent) +
 611         ssh2_bignum_length(rsa->private_exponent) +
 612         ssh2_bignum_length(rsa->iqmp) +
 613         ssh2_bignum_length(rsa->p) + ssh2_bignum_length(rsa->q);
 614
 615     if (bloblen > len)
 616         return bloblen;
 617
 618     bloblen = 0;
 619 #define ENC(x) \
 620     PUT_32BIT(blob+bloblen, ssh2_bignum_length((x))-4); bloblen += 4; \
 621     for (i = ssh2_bignum_length((x))-4; i-- ;) blob[bloblen++]=bignum_byte((x),i);
 622     ENC(rsa->modulus);
 623     ENC(rsa->exponent);
 624     ENC(rsa->private_exponent);
 625     ENC(rsa->iqmp);
 626     ENC(rsa->p);
 627     ENC(rsa->q);
 628
 629     return bloblen;
 630 }
 631
 632 static int rsa2_pubkey_bits(void *blob, int len)
 633 {
 634     struct RSAKey *rsa;
 635     int ret;
 636
 637     rsa = rsa2_newkey((char *) blob, len);
 638     ret = bignum_bitcount(rsa->modulus);
 639     rsa2_freekey(rsa);
 640
 641     return ret;
 642 }
 643
 644 static char *rsa2_fingerprint(void *key)
 645 {
 646     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;
 647     struct MD5Context md5c;
 648     unsigned char digest[16], lenbuf[4];
 649     char buffer[16 * 3 + 40];
 650     char *ret;
 651     int numlen, i;
 652
 653     MD5Init(&md5c);
 654     MD5Update(&md5c, (unsigned char *)"\0\0\0\7ssh-rsa", 11);
 655
 656 #define ADD_BIGNUM(bignum) \
 657     numlen = (bignum_bitcount(bignum)+8)/8; \
 658     PUT_32BIT(lenbuf, numlen); MD5Update(&md5c, lenbuf, 4); \
 659     for (i = numlen; i-- ;) { \
 660         unsigned char c = bignum_byte(bignum, i); \
 661         MD5Update(&md5c, &c, 1); \
 662     }
 663     ADD_BIGNUM(rsa->exponent);
 664     ADD_BIGNUM(rsa->modulus);
 665 #undef ADD_BIGNUM
 666
 667     MD5Final(digest, &md5c);
 668
 669     sprintf(buffer, "ssh-rsa %d ", bignum_bitcount(rsa->modulus));
 670     for (i = 0; i < 16; i++)
 671         sprintf(buffer + strlen(buffer), "%s%02x", i ? ":" : "",
 672                 digest[i]);
 673     ret = snewn(strlen(buffer) + 1, char);
 674     if (ret)
 675         strcpy(ret, buffer);
 676     return ret;
 677 }
 678
 679 /*
 680  * This is the magic ASN.1/DER prefix that goes in the decoded
 681  * signature, between the string of FFs and the actual SHA hash
 682  * value. The meaning of it is:
 683  *
 684  * 00 -- this marks the end of the FFs; not part of the ASN.1 bit itself
 685  *
 686  * 30 21 -- a constructed SEQUENCE of length 0x21
 687  *    30 09 -- a constructed sub-SEQUENCE of length 9
 688  *       06 05 -- an object identifier, length 5
 689  *          2B 0E 03 02 1A -- object id { 1 3 14 3 2 26 }
 690  *                            (the 1,3 comes from 0x2B = 43 = 40*1+3)
 691  *       05 00 -- NULL
 692  *    04 14 -- a primitive OCTET STRING of length 0x14
 693  *       [0x14 bytes of hash data follows]
 694  *
 695  * The object id in the middle there is listed as `id-sha1' in
 696  * ftp://ftp.rsasecurity.com/pub/pkcs/pkcs-1/pkcs-1v2-1d2.asn (the
 697  * ASN module for PKCS #1) and its expanded form is as follows:
 698  *
 699  * id-sha1                OBJECT IDENTIFIER ::= {
 700  *    iso(1) identified-organization(3) oiw(14) secsig(3)
 701  *    algorithms(2) 26 }
 702  */
 703 static const unsigned char asn1_weird_stuff[] = {
 704     0x00, 0x30, 0x21, 0x30, 0x09, 0x06, 0x05, 0x2B,
 705     0x0E, 0x03, 0x02, 0x1A, 0x05, 0x00, 0x04, 0x14,
 706 };
 707
 708 #define ASN1_LEN ( (int) sizeof(asn1_weird_stuff) )
 709
 710 static int rsa2_verifysig(void *key, char *sig, int siglen,
 711                           char *data, int datalen)
 712 {
 713     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;
 714     Bignum in, out;
 715     char *p;
 716     int slen;
 717     int bytes, i, j, ret;
 718     unsigned char hash[20];
 719
 720     getstring(&sig, &siglen, &p, &slen);
 721     if (!p || slen != 7 || memcmp(p, "ssh-rsa", 7)) {
 722         return 0;
 723     }
 724     in = getmp(&sig, &siglen);
 725     out = modpow(in, rsa->exponent, rsa->modulus);
 726     freebn(in);
 727
 728     ret = 1;
 729
 730     bytes = bignum_bitcount(rsa->modulus) / 8;
 731     /* Top (partial) byte should be zero. */
 732     if (bignum_byte(out, bytes - 1) != 0)
 733         ret = 0;
 734     /* First whole byte should be 1. */
 735     if (bignum_byte(out, bytes - 2) != 1)
 736         ret = 0;
 737     /* Most of the rest should be FF. */
 738     for (i = bytes - 3; i >= 20 + ASN1_LEN; i--) {
 739         if (bignum_byte(out, i) != 0xFF)
 740             ret = 0;
 741     }
 742     /* Then we expect to see the asn1_weird_stuff. */
 743     for (i = 20 + ASN1_LEN - 1, j = 0; i >= 20; i--, j++) {
 744         if (bignum_byte(out, i) != asn1_weird_stuff[j])
 745             ret = 0;
 746     }
 747     /* Finally, we expect to see the SHA-1 hash of the signed data. */
 748     SHA_Simple(data, datalen, hash);
 749     for (i = 19, j = 0; i >= 0; i--, j++) {
 750         if (bignum_byte(out, i) != hash[j])
 751             ret = 0;
 752     }
 753     freebn(out);
 754
 755     return ret;
 756 }
 757
 758 static unsigned char *rsa2_sign(void *key, char *data, int datalen,
 759                                 int *siglen)
 760 {
 761     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;
 762     unsigned char *bytes;
 763     int nbytes;
 764     unsigned char hash[20];
 765     Bignum in, out;
 766     int i, j;
 767
 768     SHA_Simple(data, datalen, hash);
 769
 770     nbytes = (bignum_bitcount(rsa->modulus) - 1) / 8;
 771     bytes = snewn(nbytes, unsigned char);
 772
 773     bytes[0] = 1;
 774     for (i = 1; i < nbytes - 20 - ASN1_LEN; i++)
 775         bytes[i] = 0xFF;
 776     for (i = nbytes - 20 - ASN1_LEN, j = 0; i < nbytes - 20; i++, j++)
 777         bytes[i] = asn1_weird_stuff[j];
 778     for (i = nbytes - 20, j = 0; i < nbytes; i++, j++)
 779         bytes[i] = hash[j];
 780
 781     in = bignum_from_bytes(bytes, nbytes);
 782     sfree(bytes);
 783
 784     out = rsa_privkey_op(in, rsa);
 785     freebn(in);
 786
 787     nbytes = (bignum_bitcount(out) + 7) / 8;
 788     bytes = snewn(4 + 7 + 4 + nbytes, unsigned char);
 789     PUT_32BIT(bytes, 7);
 790     memcpy(bytes + 4, "ssh-rsa", 7);
 791     PUT_32BIT(bytes + 4 + 7, nbytes);
 792     for (i = 0; i < nbytes; i++)
 793         bytes[4 + 7 + 4 + i] = bignum_byte(out, nbytes - 1 - i);
 794     freebn(out);
 795
 796     *siglen = 4 + 7 + 4 + nbytes;
 797     return bytes;
 798 }
 799
 800 const struct ssh_signkey ssh_rsa = {
 801     rsa2_newkey,
 802     rsa2_freekey,
 803     rsa2_fmtkey,
 804     rsa2_public_blob,
 805     rsa2_private_blob,
 806     rsa2_createkey,
 807     rsa2_openssh_createkey,
 808     rsa2_openssh_fmtkey,
 809     rsa2_pubkey_bits,
 810     rsa2_fingerprint,
 811     rsa2_verifysig,
 812     rsa2_sign,
 813     "ssh-rsa",
 814     "rsa2"
 815 };