]> Cypherpunks.ru repositories - gostls13.git/blob - src/crypto/tls/cipher_suites.go
[dev.boringcrypto] all: merge master into dev.boringcrypto
[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 "crypto/internal/boring"
8
9 import (
10         "crypto"
11         "crypto/aes"
12         "crypto/cipher"
13         "crypto/des"
14         "crypto/hmac"
15         "crypto/rc4"
16         "crypto/sha1"
17         "crypto/sha256"
18         "fmt"
19         "hash"
20         "internal/cpu"
21         "runtime"
22
23         "golang.org/x/crypto/chacha20poly1305"
24 )
25
26 // CipherSuite is a TLS cipher suite. Note that most functions in this package
27 // accept and expose cipher suite IDs instead of this type.
28 type CipherSuite struct {
29         ID   uint16
30         Name string
31
32         // Supported versions is the list of TLS protocol versions that can
33         // negotiate this cipher suite.
34         SupportedVersions []uint16
35
36         // Insecure is true if the cipher suite has known security issues
37         // due to its primitives, design, or implementation.
38         Insecure bool
39 }
40
41 var (
42         supportedUpToTLS12 = []uint16{VersionTLS10, VersionTLS11, VersionTLS12}
43         supportedOnlyTLS12 = []uint16{VersionTLS12}
44         supportedOnlyTLS13 = []uint16{VersionTLS13}
45 )
46
47 // CipherSuites returns a list of cipher suites currently implemented by this
48 // package, excluding those with security issues, which are returned by
49 // InsecureCipherSuites.
50 //
51 // The list is sorted by ID. Note that the default cipher suites selected by
52 // this package might depend on logic that can't be captured by a static list,
53 // and might not match those returned by this function.
54 func CipherSuites() []*CipherSuite {
55         return []*CipherSuite{
56                 {TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA, "TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA", supportedUpToTLS12, false},
57                 {TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA, "TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA", supportedUpToTLS12, false},
58                 {TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, "TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256", supportedOnlyTLS12, false},
59                 {TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384, "TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384", supportedOnlyTLS12, false},
60
61                 {TLS_AES_128_GCM_SHA256, "TLS_AES_128_GCM_SHA256", supportedOnlyTLS13, false},
62                 {TLS_AES_256_GCM_SHA384, "TLS_AES_256_GCM_SHA384", supportedOnlyTLS13, false},
63                 {TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256, "TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256", supportedOnlyTLS13, false},
64
65                 {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA, "TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA", supportedUpToTLS12, false},
66                 {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA, "TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA", supportedUpToTLS12, false},
67                 {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA, "TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA", supportedUpToTLS12, false},
68                 {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA, "TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA", supportedUpToTLS12, false},
69                 {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, "TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256", supportedOnlyTLS12, false},
70                 {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384, "TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384", supportedOnlyTLS12, false},
71                 {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, "TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256", supportedOnlyTLS12, false},
72                 {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384, "TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384", supportedOnlyTLS12, false},
73                 {TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256, "TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256", supportedOnlyTLS12, false},
74                 {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256, "TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256", supportedOnlyTLS12, false},
75         }
76 }
77
78 // InsecureCipherSuites returns a list of cipher suites currently implemented by
79 // this package and which have security issues.
80 //
81 // Most applications should not use the cipher suites in this list, and should
82 // only use those returned by CipherSuites.
83 func InsecureCipherSuites() []*CipherSuite {
84         // This list includes RC4, CBC_SHA256, and 3DES cipher suites. See
85         // cipherSuitesPreferenceOrder for details.
86         return []*CipherSuite{
87                 {TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA, "TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA", supportedUpToTLS12, true},
88                 {TLS_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA, "TLS_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA", supportedUpToTLS12, true},
89                 {TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, "TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256", supportedOnlyTLS12, true},
90                 {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_RC4_128_SHA, "TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_RC4_128_SHA", supportedUpToTLS12, true},
91                 {TLS_ECDHE_RSA_WITH_RC4_128_SHA, "TLS_ECDHE_RSA_WITH_RC4_128_SHA", supportedUpToTLS12, true},
92                 {TLS_ECDHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA, "TLS_ECDHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA", supportedUpToTLS12, true},
93                 {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, "TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256", supportedOnlyTLS12, true},
94                 {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, "TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256", supportedOnlyTLS12, true},
95         }
96 }
97
98 // CipherSuiteName returns the standard name for the passed cipher suite ID
99 // (e.g. "TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256"), or a fallback representation
100 // of the ID value if the cipher suite is not implemented by this package.
101 func CipherSuiteName(id uint16) string {
102         for _, c := range CipherSuites() {
103                 if c.ID == id {
104                         return c.Name
105                 }
106         }
107         for _, c := range InsecureCipherSuites() {
108                 if c.ID == id {
109                         return c.Name
110                 }
111         }
112         return fmt.Sprintf("0x%04X", id)
113 }
114
115 const (
116         // suiteECDHE indicates that the cipher suite involves elliptic curve
117         // Diffie-Hellman. This means that it should only be selected when the
118         // client indicates that it supports ECC with a curve and point format
119         // that we're happy with.
120         suiteECDHE = 1 << iota
121         // suiteECSign indicates that the cipher suite involves an ECDSA or
122         // EdDSA signature and therefore may only be selected when the server's
123         // certificate is ECDSA or EdDSA. If this is not set then the cipher suite
124         // is RSA based.
125         suiteECSign
126         // suiteTLS12 indicates that the cipher suite should only be advertised
127         // and accepted when using TLS 1.2.
128         suiteTLS12
129         // suiteSHA384 indicates that the cipher suite uses SHA384 as the
130         // handshake hash.
131         suiteSHA384
132 )
133
134 // A cipherSuite is a TLS 1.0–1.2 cipher suite, and defines the key exchange
135 // mechanism, as well as the cipher+MAC pair or the AEAD.
136 type cipherSuite struct {
137         id uint16
138         // the lengths, in bytes, of the key material needed for each component.
139         keyLen int
140         macLen int
141         ivLen  int
142         ka     func(version uint16) keyAgreement
143         // flags is a bitmask of the suite* values, above.
144         flags  int
145         cipher func(key, iv []byte, isRead bool) interface{}
146         mac    func(key []byte) hash.Hash
147         aead   func(key, fixedNonce []byte) aead
148 }
149
150 var cipherSuites = []*cipherSuite{ // TODO: replace with a map, since the order doesn't matter.
151         {TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305, 32, 0, 12, ecdheRSAKA, suiteECDHE | suiteTLS12, nil, nil, aeadChaCha20Poly1305},
152         {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305, 32, 0, 12, ecdheECDSAKA, suiteECDHE | suiteECSign | suiteTLS12, nil, nil, aeadChaCha20Poly1305},
153         {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, 16, 0, 4, ecdheRSAKA, suiteECDHE | suiteTLS12, nil, nil, aeadAESGCM},
154         {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, 16, 0, 4, ecdheECDSAKA, suiteECDHE | suiteECSign | suiteTLS12, nil, nil, aeadAESGCM},
155         {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384, 32, 0, 4, ecdheRSAKA, suiteECDHE | suiteTLS12 | suiteSHA384, nil, nil, aeadAESGCM},
156         {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384, 32, 0, 4, ecdheECDSAKA, suiteECDHE | suiteECSign | suiteTLS12 | suiteSHA384, nil, nil, aeadAESGCM},
157         {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, 16, 32, 16, ecdheRSAKA, suiteECDHE | suiteTLS12, cipherAES, macSHA256, nil},
158         {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA, 16, 20, 16, ecdheRSAKA, suiteECDHE, cipherAES, macSHA1, nil},
159         {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, 16, 32, 16, ecdheECDSAKA, suiteECDHE | suiteECSign | suiteTLS12, cipherAES, macSHA256, nil},
160         {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA, 16, 20, 16, ecdheECDSAKA, suiteECDHE | suiteECSign, cipherAES, macSHA1, nil},
161         {TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA, 32, 20, 16, ecdheRSAKA, suiteECDHE, cipherAES, macSHA1, nil},
162         {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA, 32, 20, 16, ecdheECDSAKA, suiteECDHE | suiteECSign, cipherAES, macSHA1, nil},
163         {TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, 16, 0, 4, rsaKA, suiteTLS12, nil, nil, aeadAESGCM},
164         {TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384, 32, 0, 4, rsaKA, suiteTLS12 | suiteSHA384, nil, nil, aeadAESGCM},
165         {TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, 16, 32, 16, rsaKA, suiteTLS12, cipherAES, macSHA256, nil},
166         {TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA, 16, 20, 16, rsaKA, 0, cipherAES, macSHA1, nil},
167         {TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA, 32, 20, 16, rsaKA, 0, cipherAES, macSHA1, nil},
168         {TLS_ECDHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA, 24, 20, 8, ecdheRSAKA, suiteECDHE, cipher3DES, macSHA1, nil},
169         {TLS_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA, 24, 20, 8, rsaKA, 0, cipher3DES, macSHA1, nil},
170         {TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA, 16, 20, 0, rsaKA, 0, cipherRC4, macSHA1, nil},
171         {TLS_ECDHE_RSA_WITH_RC4_128_SHA, 16, 20, 0, ecdheRSAKA, suiteECDHE, cipherRC4, macSHA1, nil},
172         {TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_RC4_128_SHA, 16, 20, 0, ecdheECDSAKA, suiteECDHE | suiteECSign, cipherRC4, macSHA1, nil},
173 }
174
175 // selectCipherSuite returns the first TLS 1.0–1.2 cipher suite from ids which
176 // is also in supportedIDs and passes the ok filter.
177 func selectCipherSuite(ids, supportedIDs []uint16, ok func(*cipherSuite) bool) *cipherSuite {
178         for _, id := range ids {
179                 candidate := cipherSuiteByID(id)
180                 if candidate == nil || !ok(candidate) {
181                         continue
182                 }
183
184                 for _, suppID := range supportedIDs {
185                         if id == suppID {
186                                 return candidate
187                         }
188                 }
189         }
190         return nil
191 }
192
193 // A cipherSuiteTLS13 defines only the pair of the AEAD algorithm and hash
194 // algorithm to be used with HKDF. See RFC 8446, Appendix B.4.
195 type cipherSuiteTLS13 struct {
196         id     uint16
197         keyLen int
198         aead   func(key, fixedNonce []byte) aead
199         hash   crypto.Hash
200 }
201
202 var cipherSuitesTLS13 = []*cipherSuiteTLS13{ // TODO: replace with a map.
203         {TLS_AES_128_GCM_SHA256, 16, aeadAESGCMTLS13, crypto.SHA256},
204         {TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256, 32, aeadChaCha20Poly1305, crypto.SHA256},
205         {TLS_AES_256_GCM_SHA384, 32, aeadAESGCMTLS13, crypto.SHA384},
206 }
207
208 // cipherSuitesPreferenceOrder is the order in which we'll select (on the
209 // server) or advertise (on the client) TLS 1.0–1.2 cipher suites.
210 //
211 // Cipher suites are filtered but not reordered based on the application and
212 // peer's preferences, meaning we'll never select a suite lower in this list if
213 // any higher one is available. This makes it more defensible to keep weaker
214 // cipher suites enabled, especially on the server side where we get the last
215 // word, since there are no known downgrade attacks on cipher suites selection.
216 //
217 // The list is sorted by applying the following priority rules, stopping at the
218 // first (most important) applicable one:
219 //
220 //   - Anything else comes before RC4
221 //
222 //       RC4 has practically exploitable biases. See https://www.rc4nomore.com.
223 //
224 //   - Anything else comes before CBC_SHA256
225 //
226 //       SHA-256 variants of the CBC ciphersuites don't implement any Lucky13
227 //       countermeasures. See http://www.isg.rhul.ac.uk/tls/Lucky13.html and
228 //       https://www.imperialviolet.org/2013/02/04/luckythirteen.html.
229 //
230 //   - Anything else comes before 3DES
231 //
232 //       3DES has 64-bit blocks, which makes it fundamentally susceptible to
233 //       birthday attacks. See https://sweet32.info.
234 //
235 //   - ECDHE comes before anything else
236 //
237 //       Once we got the broken stuff out of the way, the most important
238 //       property a cipher suite can have is forward secrecy. We don't
239 //       implement FFDHE, so that means ECDHE.
240 //
241 //   - AEADs come before CBC ciphers
242 //
243 //       Even with Lucky13 countermeasures, MAC-then-Encrypt CBC cipher suites
244 //       are fundamentally fragile, and suffered from an endless sequence of
245 //       padding oracle attacks. See https://eprint.iacr.org/2015/1129,
246 //       https://www.imperialviolet.org/2014/12/08/poodleagain.html, and
247 //       https://blog.cloudflare.com/yet-another-padding-oracle-in-openssl-cbc-ciphersuites/.
248 //
249 //   - AES comes before ChaCha20
250 //
251 //       When AES hardware is available, AES-128-GCM and AES-256-GCM are faster
252 //       than ChaCha20Poly1305.
253 //
254 //       When AES hardware is not available, AES-128-GCM is one or more of: much
255 //       slower, way more complex, and less safe (because not constant time)
256 //       than ChaCha20Poly1305.
257 //
258 //       We use this list if we think both peers have AES hardware, and
259 //       cipherSuitesPreferenceOrderNoAES otherwise.
260 //
261 //   - AES-128 comes before AES-256
262 //
263 //       The only potential advantages of AES-256 are better multi-target
264 //       margins, and hypothetical post-quantum properties. Neither apply to
265 //       TLS, and AES-256 is slower due to its four extra rounds (which don't
266 //       contribute to the advantages above).
267 //
268 //   - ECDSA comes before RSA
269 //
270 //       The relative order of ECDSA and RSA cipher suites doesn't matter,
271 //       as they depend on the certificate. Pick one to get a stable order.
272 //
273 var cipherSuitesPreferenceOrder = []uint16{
274         // AEADs w/ ECDHE
275         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
276         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
277         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305, TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305,
278
279         // CBC w/ ECDHE
280         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA,
281         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA,
282
283         // AEADs w/o ECDHE
284         TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
285         TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
286
287         // CBC w/o ECDHE
288         TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA,
289         TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA,
290
291         // 3DES
292         TLS_ECDHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA,
293         TLS_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA,
294
295         // CBC_SHA256
296         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256,
297         TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256,
298
299         // RC4
300         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_RC4_128_SHA, TLS_ECDHE_RSA_WITH_RC4_128_SHA,
301         TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA,
302 }
303
304 var cipherSuitesPreferenceOrderNoAES = []uint16{
305         // ChaCha20Poly1305
306         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305, TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305,
307
308         // AES-GCM w/ ECDHE
309         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
310         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
311
312         // The rest of cipherSuitesPreferenceOrder.
313         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA,
314         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA,
315         TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
316         TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
317         TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA,
318         TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA,
319         TLS_ECDHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA,
320         TLS_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA,
321         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256,
322         TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256,
323         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_RC4_128_SHA, TLS_ECDHE_RSA_WITH_RC4_128_SHA,
324         TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA,
325 }
326
327 // disabledCipherSuites are not used unless explicitly listed in
328 // Config.CipherSuites. They MUST be at the end of cipherSuitesPreferenceOrder.
329 var disabledCipherSuites = []uint16{
330         // CBC_SHA256
331         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256, TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256,
332         TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256,
333
334         // RC4
335         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_RC4_128_SHA, TLS_ECDHE_RSA_WITH_RC4_128_SHA,
336         TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA,
337 }
338
339 var (
340         defaultCipherSuitesLen = len(cipherSuitesPreferenceOrder) - len(disabledCipherSuites)
341         defaultCipherSuites    = cipherSuitesPreferenceOrder[:defaultCipherSuitesLen]
342 )
343
344 // defaultCipherSuitesTLS13 is also the preference order, since there are no
345 // disabled by default TLS 1.3 cipher suites. The same AES vs ChaCha20 logic as
346 // cipherSuitesPreferenceOrder applies.
347 var defaultCipherSuitesTLS13 = []uint16{
348         TLS_AES_128_GCM_SHA256,
349         TLS_AES_256_GCM_SHA384,
350         TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256,
351 }
352
353 var defaultCipherSuitesTLS13NoAES = []uint16{
354         TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256,
355         TLS_AES_128_GCM_SHA256,
356         TLS_AES_256_GCM_SHA384,
357 }
358
359 var (
360         hasGCMAsmAMD64 = cpu.X86.HasAES && cpu.X86.HasPCLMULQDQ
361         hasGCMAsmARM64 = cpu.ARM64.HasAES && cpu.ARM64.HasPMULL
362         // Keep in sync with crypto/aes/cipher_s390x.go.
363         hasGCMAsmS390X = cpu.S390X.HasAES && cpu.S390X.HasAESCBC && cpu.S390X.HasAESCTR &&
364                 (cpu.S390X.HasGHASH || cpu.S390X.HasAESGCM)
365
366         hasAESGCMHardwareSupport = runtime.GOARCH == "amd64" && hasGCMAsmAMD64 ||
367                 runtime.GOARCH == "arm64" && hasGCMAsmARM64 ||
368                 runtime.GOARCH == "s390x" && hasGCMAsmS390X
369 )
370
371 var aesgcmCiphers = map[uint16]bool{
372         // TLS 1.2
373         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256:   true,
374         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384:   true,
375         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256: true,
376         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384: true,
377         // TLS 1.3
378         TLS_AES_128_GCM_SHA256: true,
379         TLS_AES_256_GCM_SHA384: true,
380 }
381
382 var nonAESGCMAEADCiphers = map[uint16]bool{
383         // TLS 1.2
384         TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305:   true,
385         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305: true,
386         // TLS 1.3
387         TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256: true,
388 }
389
390 // aesgcmPreferred returns whether the first known cipher in the preference list
391 // is an AES-GCM cipher, implying the peer has hardware support for it.
392 func aesgcmPreferred(ciphers []uint16) bool {
393         for _, cID := range ciphers {
394                 if c := cipherSuiteByID(cID); c != nil {
395                         return aesgcmCiphers[cID]
396                 }
397                 if c := cipherSuiteTLS13ByID(cID); c != nil {
398                         return aesgcmCiphers[cID]
399                 }
400         }
401         return false
402 }
403
404 func cipherRC4(key, iv []byte, isRead bool) interface{} {
405         cipher, _ := rc4.NewCipher(key)
406         return cipher
407 }
408
409 func cipher3DES(key, iv []byte, isRead bool) interface{} {
410         block, _ := des.NewTripleDESCipher(key)
411         if isRead {
412                 return cipher.NewCBCDecrypter(block, iv)
413         }
414         return cipher.NewCBCEncrypter(block, iv)
415 }
416
417 func cipherAES(key, iv []byte, isRead bool) interface{} {
418         block, _ := aes.NewCipher(key)
419         if isRead {
420                 return cipher.NewCBCDecrypter(block, iv)
421         }
422         return cipher.NewCBCEncrypter(block, iv)
423 }
424
425 // macSHA1 returns a SHA-1 based constant time MAC.
426 func macSHA1(key []byte) hash.Hash {
427         h := sha1.New
428         // The BoringCrypto SHA1 does not have a constant-time
429         // checksum function, so don't try to use it.
430         if !boring.Enabled {
431                 h = newConstantTimeHash(h)
432         }
433         return hmac.New(h, key)
434 }
435
436 // macSHA256 returns a SHA-256 based MAC. This is only supported in TLS 1.2 and
437 // is currently only used in disabled-by-default cipher suites.
438 func macSHA256(key []byte) hash.Hash {
439         return hmac.New(sha256.New, key)
440 }
441
442 type aead interface {
443         cipher.AEAD
444
445         // explicitNonceLen returns the number of bytes of explicit nonce
446         // included in each record. This is eight for older AEADs and
447         // zero for modern ones.
448         explicitNonceLen() int
449 }
450
451 const (
452         aeadNonceLength   = 12
453         noncePrefixLength = 4
454 )
455
456 // prefixNonceAEAD wraps an AEAD and prefixes a fixed portion of the nonce to
457 // each call.
458 type prefixNonceAEAD struct {
459         // nonce contains the fixed part of the nonce in the first four bytes.
460         nonce [aeadNonceLength]byte
461         aead  cipher.AEAD
462 }
463
464 func (f *prefixNonceAEAD) NonceSize() int        { return aeadNonceLength - noncePrefixLength }
465 func (f *prefixNonceAEAD) Overhead() int         { return f.aead.Overhead() }
466 func (f *prefixNonceAEAD) explicitNonceLen() int { return f.NonceSize() }
467
468 func (f *prefixNonceAEAD) Seal(out, nonce, plaintext, additionalData []byte) []byte {
469         copy(f.nonce[4:], nonce)
470         return f.aead.Seal(out, f.nonce[:], plaintext, additionalData)
471 }
472
473 func (f *prefixNonceAEAD) Open(out, nonce, ciphertext, additionalData []byte) ([]byte, error) {
474         copy(f.nonce[4:], nonce)
475         return f.aead.Open(out, f.nonce[:], ciphertext, additionalData)
476 }
477
478 // xoredNonceAEAD wraps an AEAD by XORing in a fixed pattern to the nonce
479 // before each call.
480 type xorNonceAEAD struct {
481         nonceMask [aeadNonceLength]byte
482         aead      cipher.AEAD
483 }
484
485 func (f *xorNonceAEAD) NonceSize() int        { return 8 } // 64-bit sequence number
486 func (f *xorNonceAEAD) Overhead() int         { return f.aead.Overhead() }
487 func (f *xorNonceAEAD) explicitNonceLen() int { return 0 }
488
489 func (f *xorNonceAEAD) Seal(out, nonce, plaintext, additionalData []byte) []byte {
490         for i, b := range nonce {
491                 f.nonceMask[4+i] ^= b
492         }
493         result := f.aead.Seal(out, f.nonceMask[:], plaintext, additionalData)
494         for i, b := range nonce {
495                 f.nonceMask[4+i] ^= b
496         }
497
498         return result
499 }
500
501 func (f *xorNonceAEAD) Open(out, nonce, ciphertext, additionalData []byte) ([]byte, error) {
502         for i, b := range nonce {
503                 f.nonceMask[4+i] ^= b
504         }
505         result, err := f.aead.Open(out, f.nonceMask[:], ciphertext, additionalData)
506         for i, b := range nonce {
507                 f.nonceMask[4+i] ^= b
508         }
509
510         return result, err
511 }
512
513 func aeadAESGCM(key, noncePrefix []byte) aead {
514         if len(noncePrefix) != noncePrefixLength {
515                 panic("tls: internal error: wrong nonce length")
516         }
517         aes, err := aes.NewCipher(key)
518         if err != nil {
519                 panic(err)
520         }
521         type gcmtls interface {
522                 NewGCMTLS() (cipher.AEAD, error)
523         }
524         var aead cipher.AEAD
525         if aesTLS, ok := aes.(gcmtls); ok {
526                 aead, err = aesTLS.NewGCMTLS()
527         } else {
528                 boring.Unreachable()
529                 aead, err = cipher.NewGCM(aes)
530         }
531         if err != nil {
532                 panic(err)
533         }
534
535         ret := &prefixNonceAEAD{aead: aead}
536         copy(ret.nonce[:], noncePrefix)
537         return ret
538 }
539
540 func aeadAESGCMTLS13(key, nonceMask []byte) aead {
541         if len(nonceMask) != aeadNonceLength {
542                 panic("tls: internal error: wrong nonce length")
543         }
544         aes, err := aes.NewCipher(key)
545         if err != nil {
546                 panic(err)
547         }
548         aead, err := cipher.NewGCM(aes)
549         if err != nil {
550                 panic(err)
551         }
552
553         ret := &xorNonceAEAD{aead: aead}
554         copy(ret.nonceMask[:], nonceMask)
555         return ret
556 }
557
558 func aeadChaCha20Poly1305(key, nonceMask []byte) aead {
559         if len(nonceMask) != aeadNonceLength {
560                 panic("tls: internal error: wrong nonce length")
561         }
562         aead, err := chacha20poly1305.New(key)
563         if err != nil {
564                 panic(err)
565         }
566
567         ret := &xorNonceAEAD{aead: aead}
568         copy(ret.nonceMask[:], nonceMask)
569         return ret
570 }
571
572 type constantTimeHash interface {
573         hash.Hash
574         ConstantTimeSum(b []byte) []byte
575 }
576
577 // cthWrapper wraps any hash.Hash that implements ConstantTimeSum, and replaces
578 // with that all calls to Sum. It's used to obtain a ConstantTimeSum-based HMAC.
579 type cthWrapper struct {
580         h constantTimeHash
581 }
582
583 func (c *cthWrapper) Size() int                   { return c.h.Size() }
584 func (c *cthWrapper) BlockSize() int              { return c.h.BlockSize() }
585 func (c *cthWrapper) Reset()                      { c.h.Reset() }
586 func (c *cthWrapper) Write(p []byte) (int, error) { return c.h.Write(p) }
587 func (c *cthWrapper) Sum(b []byte) []byte         { return c.h.ConstantTimeSum(b) }
588
589 func newConstantTimeHash(h func() hash.Hash) func() hash.Hash {
590         boring.Unreachable()
591         return func() hash.Hash {
592                 return &cthWrapper{h().(constantTimeHash)}
593         }
594 }
595
596 // tls10MAC implements the TLS 1.0 MAC function. RFC 2246, Section 6.2.3.
597 func tls10MAC(h hash.Hash, out, seq, header, data, extra []byte) []byte {
598         h.Reset()
599         h.Write(seq)
600         h.Write(header)
601         h.Write(data)
602         res := h.Sum(out)
603         if extra != nil {
604                 h.Write(extra)
605         }
606         return res
607 }
608
609 func rsaKA(version uint16) keyAgreement {
610         return rsaKeyAgreement{}
611 }
612
613 func ecdheECDSAKA(version uint16) keyAgreement {
614         return &ecdheKeyAgreement{
615                 isRSA:   false,
616                 version: version,
617         }
618 }
619
620 func ecdheRSAKA(version uint16) keyAgreement {
621         return &ecdheKeyAgreement{
622                 isRSA:   true,
623                 version: version,
624         }
625 }
626
627 // mutualCipherSuite returns a cipherSuite given a list of supported
628 // ciphersuites and the id requested by the peer.
629 func mutualCipherSuite(have []uint16, want uint16) *cipherSuite {
630         for _, id := range have {
631                 if id == want {
632                         return cipherSuiteByID(id)
633                 }
634         }
635         return nil
636 }
637
638 func cipherSuiteByID(id uint16) *cipherSuite {
639         for _, cipherSuite := range cipherSuites {
640                 if cipherSuite.id == id {
641                         return cipherSuite
642                 }
643         }
644         return nil
645 }
646
647 func mutualCipherSuiteTLS13(have []uint16, want uint16) *cipherSuiteTLS13 {
648         for _, id := range have {
649                 if id == want {
650                         return cipherSuiteTLS13ByID(id)
651                 }
652         }
653         return nil
654 }
655
656 func cipherSuiteTLS13ByID(id uint16) *cipherSuiteTLS13 {
657         for _, cipherSuite := range cipherSuitesTLS13 {
658                 if cipherSuite.id == id {
659                         return cipherSuite
660                 }
661         }
662         return nil
663 }
664
665 // A list of cipher suite IDs that are, or have been, implemented by this
666 // package.
667 //
668 // See https://www.iana.org/assignments/tls-parameters/tls-parameters.xml
669 const (
670         // TLS 1.0 - 1.2 cipher suites.
671         TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA                      uint16 = 0x0005
672         TLS_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA                 uint16 = 0x000a
673         TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA                  uint16 = 0x002f
674         TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA                  uint16 = 0x0035
675         TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256               uint16 = 0x003c
676         TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256               uint16 = 0x009c
677         TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384               uint16 = 0x009d
678         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_RC4_128_SHA              uint16 = 0xc007
679         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA          uint16 = 0xc009
680         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA          uint16 = 0xc00a
681         TLS_ECDHE_RSA_WITH_RC4_128_SHA                uint16 = 0xc011
682         TLS_ECDHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA           uint16 = 0xc012
683         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA            uint16 = 0xc013
684         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA            uint16 = 0xc014
685         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256       uint16 = 0xc023
686         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256         uint16 = 0xc027
687         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256         uint16 = 0xc02f
688         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256       uint16 = 0xc02b
689         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384         uint16 = 0xc030
690         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384       uint16 = 0xc02c
691         TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256   uint16 = 0xcca8
692         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256 uint16 = 0xcca9
693
694         // TLS 1.3 cipher suites.
695         TLS_AES_128_GCM_SHA256       uint16 = 0x1301
696         TLS_AES_256_GCM_SHA384       uint16 = 0x1302
697         TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256 uint16 = 0x1303
698
699         // TLS_FALLBACK_SCSV isn't a standard cipher suite but an indicator
700         // that the client is doing version fallback. See RFC 7507.
701         TLS_FALLBACK_SCSV uint16 = 0x5600
702
703         // Legacy names for the corresponding cipher suites with the correct _SHA256
704         // suffix, retained for backward compatibility.
705         TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305   = TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256
706         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305 = TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256
707 )