]> Cypherpunks.ru repositories - gostls13.git/blob - src/crypto/tls/cipher_suites.go
[dev.cmdgo] all: merge master (912f075) into dev.cmdgo
[gostls13.git] / src / crypto / tls / cipher_suites.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         "crypto"
9         "crypto/aes"
10         "crypto/cipher"
11         "crypto/des"
12         "crypto/hmac"
13         "crypto/rc4"
14         "crypto/sha1"
15         "crypto/sha256"
16         "fmt"
17         "hash"
18         "internal/cpu"
19         "runtime"
20
21         "golang.org/x/crypto/chacha20poly1305"
22 )
23
24 // CipherSuite is a TLS cipher suite. Note that most functions in this package
25 // accept and expose cipher suite IDs instead of this type.
26 type CipherSuite struct {
27         ID   uint16
28         Name string
29
30         // Supported versions is the list of TLS protocol versions that can
31         // negotiate this cipher suite.
32         SupportedVersions []uint16
33
34         // Insecure is true if the cipher suite has known security issues
35         // due to its primitives, design, or implementation.
36         Insecure bool
37 }
38
39 var (
40         supportedUpToTLS12 = []uint16{VersionTLS10, VersionTLS11, VersionTLS12}
41         supportedOnlyTLS12 = []uint16{VersionTLS12}
42         supportedOnlyTLS13 = []uint16{VersionTLS13}
43 )
44
45 // CipherSuites returns a list of cipher suites currently implemented by this
46 // package, excluding those with security issues, which are returned by
47 // InsecureCipherSuites.
48 //
49 // The list is sorted by ID. Note that the default cipher suites selected by
50 // this package might depend on logic that can't be captured by a static list,
51 // and might not match those returned by this function.
52 func CipherSuites() []*CipherSuite {
53         return []*CipherSuite{
54                 {TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA, "TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA", supportedUpToTLS12, false},
55                 {TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA, "TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA", supportedUpToTLS12, false},
56                 {TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, "TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256", supportedOnlyTLS12, false},
57                 {TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384, "TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384", supportedOnlyTLS12, false},
58
59                 {TLS_AES_128_GCM_SHA256, "TLS_AES_128_GCM_SHA256", supportedOnlyTLS13, false},
60                 {TLS_AES_256_GCM_SHA384, "TLS_AES_256_GCM_SHA384", supportedOnlyTLS13, false},
61                 {TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256, "TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256", supportedOnlyTLS13, false},
62
63                 {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA, "TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA", supportedUpToTLS12, false},
64                 {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA, "TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA", supportedUpToTLS12, false},
65                 {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA, "TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA", supportedUpToTLS12, false},
66                 {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA, "TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA", supportedUpToTLS12, false},
67                 {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, "TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256", supportedOnlyTLS12, false},
68                 {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384, "TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384", supportedOnlyTLS12, false},
69                 {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, "TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256", supportedOnlyTLS12, false},
70                 {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384, "TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384", supportedOnlyTLS12, false},
71                 {TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256, "TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256", supportedOnlyTLS12, false},
72                 {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256, "TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256", supportedOnlyTLS12, false},
73         }
74 }
75
76 // InsecureCipherSuites returns a list of cipher suites currently implemented by
77 // this package and which have security issues.
78 //
79 // Most applications should not use the cipher suites in this list, and should
80 // only use those returned by CipherSuites.
81 func InsecureCipherSuites() []*CipherSuite {
82         // This list includes RC4, CBC_SHA256, and 3DES cipher suites. See
83         // cipherSuitesPreferenceOrder for details.
84         return []*CipherSuite{
85                 {TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA, "TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA", supportedUpToTLS12, true},
86                 {TLS_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA, "TLS_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA", supportedUpToTLS12, true},
87                 {TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, "TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256", supportedOnlyTLS12, true},
88                 {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_RC4_128_SHA, "TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_RC4_128_SHA", supportedUpToTLS12, true},
89                 {TLS_ECDHE_RSA_WITH_RC4_128_SHA, "TLS_ECDHE_RSA_WITH_RC4_128_SHA", supportedUpToTLS12, true},
90                 {TLS_ECDHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA, "TLS_ECDHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA", supportedUpToTLS12, true},
91                 {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, "TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256", supportedOnlyTLS12, true},
92                 {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, "TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256", supportedOnlyTLS12, true},
93         }
94 }
95
96 // CipherSuiteName returns the standard name for the passed cipher suite ID
97 // (e.g. "TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256"), or a fallback representation
98 // of the ID value if the cipher suite is not implemented by this package.
99 func CipherSuiteName(id uint16) string {
100         for _, c := range CipherSuites() {
101                 if c.ID == id {
102                         return c.Name
103                 }
104         }
105         for _, c := range InsecureCipherSuites() {
106                 if c.ID == id {
107                         return c.Name
108                 }
109         }
110         return fmt.Sprintf("0x%04X", id)
111 }
112
113 const (
114         // suiteECDHE indicates that the cipher suite involves elliptic curve
115         // Diffie-Hellman. This means that it should only be selected when the
116         // client indicates that it supports ECC with a curve and point format
117         // that we're happy with.
118         suiteECDHE = 1 << iota
119         // suiteECSign indicates that the cipher suite involves an ECDSA or
120         // EdDSA signature and therefore may only be selected when the server's
121         // certificate is ECDSA or EdDSA. If this is not set then the cipher suite
122         // is RSA based.
123         suiteECSign
124         // suiteTLS12 indicates that the cipher suite should only be advertised
125         // and accepted when using TLS 1.2.
126         suiteTLS12
127         // suiteSHA384 indicates that the cipher suite uses SHA384 as the
128         // handshake hash.
129         suiteSHA384
130 )
131
132 // A cipherSuite is a TLS 1.0–1.2 cipher suite, and defines the key exchange
133 // mechanism, as well as the cipher+MAC pair or the AEAD.
134 type cipherSuite struct {
135         id uint16
136         // the lengths, in bytes, of the key material needed for each component.
137         keyLen int
138         macLen int
139         ivLen  int
140         ka     func(version uint16) keyAgreement
141         // flags is a bitmask of the suite* values, above.
142         flags  int
143         cipher func(key, iv []byte, isRead bool) interface{}
144         mac    func(key []byte) hash.Hash
145         aead   func(key, fixedNonce []byte) aead
146 }
147
148 var cipherSuites = []*cipherSuite{ // TODO: replace with a map, since the order doesn't matter.
149         {TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305, 32, 0, 12, ecdheRSAKA, suiteECDHE | suiteTLS12, nil, nil, aeadChaCha20Poly1305},
150         {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305, 32, 0, 12, ecdheECDSAKA, suiteECDHE | suiteECSign | suiteTLS12, nil, nil, aeadChaCha20Poly1305},
151         {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, 16, 0, 4, ecdheRSAKA, suiteECDHE | suiteTLS12, nil, nil, aeadAESGCM},
152         {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, 16, 0, 4, ecdheECDSAKA, suiteECDHE | suiteECSign | suiteTLS12, nil, nil, aeadAESGCM},
153         {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384, 32, 0, 4, ecdheRSAKA, suiteECDHE | suiteTLS12 | suiteSHA384, nil, nil, aeadAESGCM},
154         {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384, 32, 0, 4, ecdheECDSAKA, suiteECDHE | suiteECSign | suiteTLS12 | suiteSHA384, nil, nil, aeadAESGCM},
155         {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, 16, 32, 16, ecdheRSAKA, suiteECDHE | suiteTLS12, cipherAES, macSHA256, nil},
156         {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA, 16, 20, 16, ecdheRSAKA, suiteECDHE, cipherAES, macSHA1, nil},
157         {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, 16, 32, 16, ecdheECDSAKA, suiteECDHE | suiteECSign | suiteTLS12, cipherAES, macSHA256, nil},
158         {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA, 16, 20, 16, ecdheECDSAKA, suiteECDHE | suiteECSign, cipherAES, macSHA1, nil},
159         {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA, 32, 20, 16, ecdheRSAKA, suiteECDHE, cipherAES, macSHA1, nil},
160         {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA, 32, 20, 16, ecdheECDSAKA, suiteECDHE | suiteECSign, cipherAES, macSHA1, nil},
161         {TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, 16, 0, 4, rsaKA, suiteTLS12, nil, nil, aeadAESGCM},
162         {TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384, 32, 0, 4, rsaKA, suiteTLS12 | suiteSHA384, nil, nil, aeadAESGCM},
163         {TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, 16, 32, 16, rsaKA, suiteTLS12, cipherAES, macSHA256, nil},
164         {TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA, 16, 20, 16, rsaKA, 0, cipherAES, macSHA1, nil},
165         {TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA, 32, 20, 16, rsaKA, 0, cipherAES, macSHA1, nil},
166         {TLS_ECDHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA, 24, 20, 8, ecdheRSAKA, suiteECDHE, cipher3DES, macSHA1, nil},
167         {TLS_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA, 24, 20, 8, rsaKA, 0, cipher3DES, macSHA1, nil},
168         {TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA, 16, 20, 0, rsaKA, 0, cipherRC4, macSHA1, nil},
169         {TLS_ECDHE_RSA_WITH_RC4_128_SHA, 16, 20, 0, ecdheRSAKA, suiteECDHE, cipherRC4, macSHA1, nil},
170         {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_RC4_128_SHA, 16, 20, 0, ecdheECDSAKA, suiteECDHE | suiteECSign, cipherRC4, macSHA1, nil},
171 }
172
173 // selectCipherSuite returns the first TLS 1.0–1.2 cipher suite from ids which
174 // is also in supportedIDs and passes the ok filter.
175 func selectCipherSuite(ids, supportedIDs []uint16, ok func(*cipherSuite) bool) *cipherSuite {
176         for _, id := range ids {
177                 candidate := cipherSuiteByID(id)
178                 if candidate == nil || !ok(candidate) {
179                         continue
180                 }
181
182                 for _, suppID := range supportedIDs {
183                         if id == suppID {
184                                 return candidate
185                         }
186                 }
187         }
188         return nil
189 }
190
191 // A cipherSuiteTLS13 defines only the pair of the AEAD algorithm and hash
192 // algorithm to be used with HKDF. See RFC 8446, Appendix B.4.
193 type cipherSuiteTLS13 struct {
194         id     uint16
195         keyLen int
196         aead   func(key, fixedNonce []byte) aead
197         hash   crypto.Hash
198 }
199
200 var cipherSuitesTLS13 = []*cipherSuiteTLS13{ // TODO: replace with a map.
201         {TLS_AES_128_GCM_SHA256, 16, aeadAESGCMTLS13, crypto.SHA256},
202         {TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256, 32, aeadChaCha20Poly1305, crypto.SHA256},
203         {TLS_AES_256_GCM_SHA384, 32, aeadAESGCMTLS13, crypto.SHA384},
204 }
205
206 // cipherSuitesPreferenceOrder is the order in which we'll select (on the
207 // server) or advertise (on the client) TLS 1.0–1.2 cipher suites.
208 //
209 // Cipher suites are filtered but not reordered based on the application and
210 // peer's preferences, meaning we'll never select a suite lower in this list if
211 // any higher one is available. This makes it more defensible to keep weaker
212 // cipher suites enabled, especially on the server side where we get the last
213 // word, since there are no known downgrade attacks on cipher suites selection.
214 //
215 // The list is sorted by applying the following priority rules, stopping at the
216 // first (most important) applicable one:
217 //
218 //   - Anything else comes before RC4
219 //
220 //       RC4 has practically exploitable biases. See https://www.rc4nomore.com.
221 //
222 //   - Anything else comes before CBC_SHA256
223 //
224 //       SHA-256 variants of the CBC ciphersuites don't implement any Lucky13
225 //       countermeasures. See http://www.isg.rhul.ac.uk/tls/Lucky13.html and
226 //       https://www.imperialviolet.org/2013/02/04/luckythirteen.html.
227 //
228 //   - Anything else comes before 3DES
229 //
230 //       3DES has 64-bit blocks, which makes it fundamentally susceptible to
231 //       birthday attacks. See https://sweet32.info.
232 //
233 //   - ECDHE comes before anything else
234 //
235 //       Once we got the broken stuff out of the way, the most important
236 //       property a cipher suite can have is forward secrecy. We don't
237 //       implement FFDHE, so that means ECDHE.
238 //
239 //   - AEADs come before CBC ciphers
240 //
241 //       Even with Lucky13 countermeasures, MAC-then-Encrypt CBC cipher suites
242 //       are fundamentally fragile, and suffered from an endless sequence of
243 //       padding oracle attacks. See https://eprint.iacr.org/2015/1129,
244 //       https://www.imperialviolet.org/2014/12/08/poodleagain.html, and
245 //       https://blog.cloudflare.com/yet-another-padding-oracle-in-openssl-cbc-ciphersuites/.
246 //
247 //   - AES comes before ChaCha20
248 //
249 //       When AES hardware is available, AES-128-GCM and AES-256-GCM are faster
250 //       than ChaCha20Poly1305.
251 //
252 //       When AES hardware is not available, AES-128-GCM is one or more of: much
253 //       slower, way more complex, and less safe (because not constant time)
254 //       than ChaCha20Poly1305.
255 //
256 //       We use this list if we think both peers have AES hardware, and
257 //       cipherSuitesPreferenceOrderNoAES otherwise.
258 //
259 //   - AES-128 comes before AES-256
260 //
261 //       The only potential advantages of AES-256 are better multi-target
262 //       margins, and hypothetical post-quantum properties. Neither apply to
263 //       TLS, and AES-256 is slower due to its four extra rounds (which don't
264 //       contribute to the advantages above).
265 //
266 //   - ECDSA comes before RSA
267 //
268 //       The relative order of ECDSA and RSA cipher suites doesn't matter,
269 //       as they depend on the certificate. Pick one to get a stable order.
270 //
271 var cipherSuitesPreferenceOrder = []uint16{
272         // AEADs w/ ECDHE
273         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
274         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
275         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305, TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305,
276
277         // CBC w/ ECDHE
278         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA,
279         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA,
280
281         // AEADs w/o ECDHE
282         TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
283         TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
284
285         // CBC w/o ECDHE
286         TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA,
287         TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA,
288
289         // 3DES
290         TLS_ECDHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA,
291         TLS_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA,
292
293         // CBC_SHA256
294         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256,
295         TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256,
296
297         // RC4
298         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_RC4_128_SHA, TLS_ECDHE_RSA_WITH_RC4_128_SHA,
299         TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA,
300 }
301
302 var cipherSuitesPreferenceOrderNoAES = []uint16{
303         // ChaCha20Poly1305
304         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305, TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305,
305
306         // AES-GCM w/ ECDHE
307         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
308         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
309
310         // The rest of cipherSuitesPreferenceOrder.
311         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA,
312         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA,
313         TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
314         TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
315         TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA,
316         TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA,
317         TLS_ECDHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA,
318         TLS_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA,
319         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256,
320         TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256,
321         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_RC4_128_SHA, TLS_ECDHE_RSA_WITH_RC4_128_SHA,
322         TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA,
323 }
324
325 // disabledCipherSuites are not used unless explicitly listed in
326 // Config.CipherSuites. They MUST be at the end of cipherSuitesPreferenceOrder.
327 var disabledCipherSuites = []uint16{
328         // CBC_SHA256
329         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256,
330         TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256,
331
332         // RC4
333         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_RC4_128_SHA, TLS_ECDHE_RSA_WITH_RC4_128_SHA,
334         TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA,
335 }
336
337 var (
338         defaultCipherSuitesLen = len(cipherSuitesPreferenceOrder) - len(disabledCipherSuites)
339         defaultCipherSuites    = cipherSuitesPreferenceOrder[:defaultCipherSuitesLen]
340 )
341
342 // defaultCipherSuitesTLS13 is also the preference order, since there are no
343 // disabled by default TLS 1.3 cipher suites. The same AES vs ChaCha20 logic as
344 // cipherSuitesPreferenceOrder applies.
345 var defaultCipherSuitesTLS13 = []uint16{
346         TLS_AES_128_GCM_SHA256,
347         TLS_AES_256_GCM_SHA384,
348         TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256,
349 }
350
351 var defaultCipherSuitesTLS13NoAES = []uint16{
352         TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256,
353         TLS_AES_128_GCM_SHA256,
354         TLS_AES_256_GCM_SHA384,
355 }
356
357 var (
358         hasGCMAsmAMD64 = cpu.X86.HasAES && cpu.X86.HasPCLMULQDQ
359         hasGCMAsmARM64 = cpu.ARM64.HasAES && cpu.ARM64.HasPMULL
360         // Keep in sync with crypto/aes/cipher_s390x.go.
361         hasGCMAsmS390X = cpu.S390X.HasAES && cpu.S390X.HasAESCBC && cpu.S390X.HasAESCTR &&
362                 (cpu.S390X.HasGHASH || cpu.S390X.HasAESGCM)
363
364         hasAESGCMHardwareSupport = runtime.GOARCH == "amd64" && hasGCMAsmAMD64 ||
365                 runtime.GOARCH == "arm64" && hasGCMAsmARM64 ||
366                 runtime.GOARCH == "s390x" && hasGCMAsmS390X
367 )
368
369 var aesgcmCiphers = map[uint16]bool{
370         // TLS 1.2
371         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256:   true,
372         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384:   true,
373         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256: true,
374         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384: true,
375         // TLS 1.3
376         TLS_AES_128_GCM_SHA256: true,
377         TLS_AES_256_GCM_SHA384: true,
378 }
379
380 var nonAESGCMAEADCiphers = map[uint16]bool{
381         // TLS 1.2
382         TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305:   true,
383         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305: true,
384         // TLS 1.3
385         TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256: true,
386 }
387
388 // aesgcmPreferred returns whether the first known cipher in the preference list
389 // is an AES-GCM cipher, implying the peer has hardware support for it.
390 func aesgcmPreferred(ciphers []uint16) bool {
391         for _, cID := range ciphers {
392                 if c := cipherSuiteByID(cID); c != nil {
393                         return aesgcmCiphers[cID]
394                 }
395                 if c := cipherSuiteTLS13ByID(cID); c != nil {
396                         return aesgcmCiphers[cID]
397                 }
398         }
399         return false
400 }
401
402 func cipherRC4(key, iv []byte, isRead bool) interface{} {
403         cipher, _ := rc4.NewCipher(key)
404         return cipher
405 }
406
407 func cipher3DES(key, iv []byte, isRead bool) interface{} {
408         block, _ := des.NewTripleDESCipher(key)
409         if isRead {
410                 return cipher.NewCBCDecrypter(block, iv)
411         }
412         return cipher.NewCBCEncrypter(block, iv)
413 }
414
415 func cipherAES(key, iv []byte, isRead bool) interface{} {
416         block, _ := aes.NewCipher(key)
417         if isRead {
418                 return cipher.NewCBCDecrypter(block, iv)
419         }
420         return cipher.NewCBCEncrypter(block, iv)
421 }
422
423 // macSHA1 returns a SHA-1 based constant time MAC.
424 func macSHA1(key []byte) hash.Hash {
425         return hmac.New(newConstantTimeHash(sha1.New), key)
426 }
427
428 // macSHA256 returns a SHA-256 based MAC. This is only supported in TLS 1.2 and
429 // is currently only used in disabled-by-default cipher suites.
430 func macSHA256(key []byte) hash.Hash {
431         return hmac.New(sha256.New, key)
432 }
433
434 type aead interface {
435         cipher.AEAD
436
437         // explicitNonceLen returns the number of bytes of explicit nonce
438         // included in each record. This is eight for older AEADs and
439         // zero for modern ones.
440         explicitNonceLen() int
441 }
442
443 const (
444         aeadNonceLength   = 12
445         noncePrefixLength = 4
446 )
447
448 // prefixNonceAEAD wraps an AEAD and prefixes a fixed portion of the nonce to
449 // each call.
450 type prefixNonceAEAD struct {
451         // nonce contains the fixed part of the nonce in the first four bytes.
452         nonce [aeadNonceLength]byte
453         aead  cipher.AEAD
454 }
455
456 func (f *prefixNonceAEAD) NonceSize() int        { return aeadNonceLength - noncePrefixLength }
457 func (f *prefixNonceAEAD) Overhead() int         { return f.aead.Overhead() }
458 func (f *prefixNonceAEAD) explicitNonceLen() int { return f.NonceSize() }
459
460 func (f *prefixNonceAEAD) Seal(out, nonce, plaintext, additionalData []byte) []byte {
461         copy(f.nonce[4:], nonce)
462         return f.aead.Seal(out, f.nonce[:], plaintext, additionalData)
463 }
464
465 func (f *prefixNonceAEAD) Open(out, nonce, ciphertext, additionalData []byte) ([]byte, error) {
466         copy(f.nonce[4:], nonce)
467         return f.aead.Open(out, f.nonce[:], ciphertext, additionalData)
468 }
469
470 // xoredNonceAEAD wraps an AEAD by XORing in a fixed pattern to the nonce
471 // before each call.
472 type xorNonceAEAD struct {
473         nonceMask [aeadNonceLength]byte
474         aead      cipher.AEAD
475 }
476
477 func (f *xorNonceAEAD) NonceSize() int        { return 8 } // 64-bit sequence number
478 func (f *xorNonceAEAD) Overhead() int         { return f.aead.Overhead() }
479 func (f *xorNonceAEAD) explicitNonceLen() int { return 0 }
480
481 func (f *xorNonceAEAD) Seal(out, nonce, plaintext, additionalData []byte) []byte {
482         for i, b := range nonce {
483                 f.nonceMask[4+i] ^= b
484         }
485         result := f.aead.Seal(out, f.nonceMask[:], plaintext, additionalData)
486         for i, b := range nonce {
487                 f.nonceMask[4+i] ^= b
488         }
489
490         return result
491 }
492
493 func (f *xorNonceAEAD) Open(out, nonce, ciphertext, additionalData []byte) ([]byte, error) {
494         for i, b := range nonce {
495                 f.nonceMask[4+i] ^= b
496         }
497         result, err := f.aead.Open(out, f.nonceMask[:], ciphertext, additionalData)
498         for i, b := range nonce {
499                 f.nonceMask[4+i] ^= b
500         }
501
502         return result, err
503 }
504
505 func aeadAESGCM(key, noncePrefix []byte) aead {
506         if len(noncePrefix) != noncePrefixLength {
507                 panic("tls: internal error: wrong nonce length")
508         }
509         aes, err := aes.NewCipher(key)
510         if err != nil {
511                 panic(err)
512         }
513         aead, err := cipher.NewGCM(aes)
514         if err != nil {
515                 panic(err)
516         }
517
518         ret := &prefixNonceAEAD{aead: aead}
519         copy(ret.nonce[:], noncePrefix)
520         return ret
521 }
522
523 func aeadAESGCMTLS13(key, nonceMask []byte) aead {
524         if len(nonceMask) != aeadNonceLength {
525                 panic("tls: internal error: wrong nonce length")
526         }
527         aes, err := aes.NewCipher(key)
528         if err != nil {
529                 panic(err)
530         }
531         aead, err := cipher.NewGCM(aes)
532         if err != nil {
533                 panic(err)
534         }
535
536         ret := &xorNonceAEAD{aead: aead}
537         copy(ret.nonceMask[:], nonceMask)
538         return ret
539 }
540
541 func aeadChaCha20Poly1305(key, nonceMask []byte) aead {
542         if len(nonceMask) != aeadNonceLength {
543                 panic("tls: internal error: wrong nonce length")
544         }
545         aead, err := chacha20poly1305.New(key)
546         if err != nil {
547                 panic(err)
548         }
549
550         ret := &xorNonceAEAD{aead: aead}
551         copy(ret.nonceMask[:], nonceMask)
552         return ret
553 }
554
555 type constantTimeHash interface {
556         hash.Hash
557         ConstantTimeSum(b []byte) []byte
558 }
559
560 // cthWrapper wraps any hash.Hash that implements ConstantTimeSum, and replaces
561 // with that all calls to Sum. It's used to obtain a ConstantTimeSum-based HMAC.
562 type cthWrapper struct {
563         h constantTimeHash
564 }
565
566 func (c *cthWrapper) Size() int                   { return c.h.Size() }
567 func (c *cthWrapper) BlockSize() int              { return c.h.BlockSize() }
568 func (c *cthWrapper) Reset()                      { c.h.Reset() }
569 func (c *cthWrapper) Write(p []byte) (int, error) { return c.h.Write(p) }
570 func (c *cthWrapper) Sum(b []byte) []byte         { return c.h.ConstantTimeSum(b) }
571
572 func newConstantTimeHash(h func() hash.Hash) func() hash.Hash {
573         return func() hash.Hash {
574                 return &cthWrapper{h().(constantTimeHash)}
575         }
576 }
577
578 // tls10MAC implements the TLS 1.0 MAC function. RFC 2246, Section 6.2.3.
579 func tls10MAC(h hash.Hash, out, seq, header, data, extra []byte) []byte {
580         h.Reset()
581         h.Write(seq)
582         h.Write(header)
583         h.Write(data)
584         res := h.Sum(out)
585         if extra != nil {
586                 h.Write(extra)
587         }
588         return res
589 }
590
591 func rsaKA(version uint16) keyAgreement {
592         return rsaKeyAgreement{}
593 }
594
595 func ecdheECDSAKA(version uint16) keyAgreement {
596         return &ecdheKeyAgreement{
597                 isRSA:   false,
598                 version: version,
599         }
600 }
601
602 func ecdheRSAKA(version uint16) keyAgreement {
603         return &ecdheKeyAgreement{
604                 isRSA:   true,
605                 version: version,
606         }
607 }
608
609 // mutualCipherSuite returns a cipherSuite given a list of supported
610 // ciphersuites and the id requested by the peer.
611 func mutualCipherSuite(have []uint16, want uint16) *cipherSuite {
612         for _, id := range have {
613                 if id == want {
614                         return cipherSuiteByID(id)
615                 }
616         }
617         return nil
618 }
619
620 func cipherSuiteByID(id uint16) *cipherSuite {
621         for _, cipherSuite := range cipherSuites {
622                 if cipherSuite.id == id {
623                         return cipherSuite
624                 }
625         }
626         return nil
627 }
628
629 func mutualCipherSuiteTLS13(have []uint16, want uint16) *cipherSuiteTLS13 {
630         for _, id := range have {
631                 if id == want {
632                         return cipherSuiteTLS13ByID(id)
633                 }
634         }
635         return nil
636 }
637
638 func cipherSuiteTLS13ByID(id uint16) *cipherSuiteTLS13 {
639         for _, cipherSuite := range cipherSuitesTLS13 {
640                 if cipherSuite.id == id {
641                         return cipherSuite
642                 }
643         }
644         return nil
645 }
646
647 // A list of cipher suite IDs that are, or have been, implemented by this
648 // package.
649 //
650 // See https://www.iana.org/assignments/tls-parameters/tls-parameters.xml
651 const (
652         // TLS 1.0 - 1.2 cipher suites.
653         TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA                      uint16 = 0x0005
654         TLS_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA                 uint16 = 0x000a
655         TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA                  uint16 = 0x002f
656         TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA                  uint16 = 0x0035
657         TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256               uint16 = 0x003c
658         TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256               uint16 = 0x009c
659         TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384               uint16 = 0x009d
660         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_RC4_128_SHA              uint16 = 0xc007
661         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA          uint16 = 0xc009
662         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA          uint16 = 0xc00a
663         TLS_ECDHE_RSA_WITH_RC4_128_SHA                uint16 = 0xc011
664         TLS_ECDHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA           uint16 = 0xc012
665         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA            uint16 = 0xc013
666         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA            uint16 = 0xc014
667         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256       uint16 = 0xc023
668         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256         uint16 = 0xc027
669         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256         uint16 = 0xc02f
670         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256       uint16 = 0xc02b
671         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384         uint16 = 0xc030
672         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384       uint16 = 0xc02c
673         TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256   uint16 = 0xcca8
674         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256 uint16 = 0xcca9
675
676         // TLS 1.3 cipher suites.
677         TLS_AES_128_GCM_SHA256       uint16 = 0x1301
678         TLS_AES_256_GCM_SHA384       uint16 = 0x1302
679         TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256 uint16 = 0x1303
680
681         // TLS_FALLBACK_SCSV isn't a standard cipher suite but an indicator
682         // that the client is doing version fallback. See RFC 7507.
683         TLS_FALLBACK_SCSV uint16 = 0x5600
684
685         // Legacy names for the corresponding cipher suites with the correct _SHA256
686         // suffix, retained for backward compatibility.
687         TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305   = TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256
688         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305 = TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256
689 )