src/crypto/tls/auth.go

   1 // Copyright 2017 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         "bytes"
   9         "crypto"
  10         "crypto/ecdsa"
  11         "crypto/ed25519"
  12         "crypto/elliptic"
  13         "crypto/rsa"
  14         "errors"
  15         "fmt"
  16         "hash"
  17         "io"
  18
  19         "crypto/go.cypherpunks.ru/gogost/v5/gost3410"
  20 )
  21
  22 // verifyHandshakeSignature verifies a signature against pre-hashed
  23 // (if required) handshake contents.
  24 func verifyHandshakeSignature(sigType uint8, pubkey crypto.PublicKey, hashFunc crypto.Hash, signed, sig []byte) error {
  25         switch sigType {
  26         case signatureECDSA:
  27                 pubKey, ok := pubkey.(*ecdsa.PublicKey)
  28                 if !ok {
  29                         return fmt.Errorf("expected an ECDSA public key, got %T", pubkey)
  30                 }
  31                 if !ecdsa.VerifyASN1(pubKey, signed, sig) {
  32                         return errors.New("ECDSA verification failure")
  33                 }
  34         case signatureEd25519:
  35                 pubKey, ok := pubkey.(ed25519.PublicKey)
  36                 if !ok {
  37                         return fmt.Errorf("expected an Ed25519 public key, got %T", pubkey)
  38                 }
  39                 if !ed25519.Verify(pubKey, signed, sig) {
  40                         return errors.New("Ed25519 verification failure")
  41                 }
  42         case signaturePKCS1v15:
  43                 pubKey, ok := pubkey.(*rsa.PublicKey)
  44                 if !ok {
  45                         return fmt.Errorf("expected an RSA public key, got %T", pubkey)
  46                 }
  47                 if err := rsa.VerifyPKCS1v15(pubKey, hashFunc, signed, sig); err != nil {
  48                         return err
  49                 }
  50         case signatureRSAPSS:
  51                 pubKey, ok := pubkey.(*rsa.PublicKey)
  52                 if !ok {
  53                         return fmt.Errorf("expected an RSA public key, got %T", pubkey)
  54                 }
  55                 signOpts := &rsa.PSSOptions{SaltLength: rsa.PSSSaltLengthEqualsHash}
  56                 if err := rsa.VerifyPSS(pubKey, hashFunc, signed, sig, signOpts); err != nil {
  57                         return err
  58                 }
  59         case signatureGOST:
  60                 pubKey, ok := pubkey.(*gost3410.PublicKey)
  61                 if !ok {
  62                         return fmt.Errorf("expected GOST public key, got %T", pubkey)
  63                 }
  64                 ok, err := gost3410.PublicKeyReverseDigestAndSignature{Pub: pubKey}.VerifyDigest(signed, sig)
  65                 if err != nil {
  66                         return err
  67                 }
  68                 if !ok {
  69                         return errors.New("tls: GOST verification failure")
  70                 }
  71         default:
  72                 return errors.New("internal error: unknown signature type")
  73         }
  74         return nil
  75 }
  76
  77 const (
  78         serverSignatureContext = "TLS 1.3, server CertificateVerify\x00"
  79         clientSignatureContext = "TLS 1.3, client CertificateVerify\x00"
  80 )
  81
  82 var signaturePadding = []byte{
  83         0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20,
  84         0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20,
  85         0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20,
  86         0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20,
  87         0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20,
  88         0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20,
  89         0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20,
  90         0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20,
  91 }
  92
  93 // signedMessage returns the pre-hashed (if necessary) message to be signed by
  94 // certificate keys in TLS 1.3. See RFC 8446, Section 4.4.3.
  95 func signedMessage(sigHash crypto.Hash, context string, transcript hash.Hash) []byte {
  96         if sigHash == directSigning {
  97                 b := &bytes.Buffer{}
  98                 b.Write(signaturePadding)
  99                 io.WriteString(b, context)
 100                 b.Write(transcript.Sum(nil))
 101                 return b.Bytes()
 102         }
 103         h := sigHash.New()
 104         h.Write(signaturePadding)
 105         io.WriteString(h, context)
 106         h.Write(transcript.Sum(nil))
 107         return h.Sum(nil)
 108 }
 109
 110 // typeAndHashFromSignatureScheme returns the corresponding signature type and
 111 // crypto.Hash for a given TLS SignatureScheme.
 112 func typeAndHashFromSignatureScheme(signatureAlgorithm SignatureScheme) (sigType uint8, hash crypto.Hash, err error) {
 113         switch signatureAlgorithm {
 114         case PKCS1WithSHA1, PKCS1WithSHA256, PKCS1WithSHA384, PKCS1WithSHA512:
 115                 sigType = signaturePKCS1v15
 116         case PSSWithSHA256, PSSWithSHA384, PSSWithSHA512:
 117                 sigType = signatureRSAPSS
 118         case ECDSAWithSHA1, ECDSAWithP256AndSHA256, ECDSAWithP384AndSHA384, ECDSAWithP521AndSHA512:
 119                 sigType = signatureECDSA
 120         case Ed25519:
 121                 sigType = signatureEd25519
 122         case GOSTR34102012256A, GOSTR34102012256B, GOSTR34102012256C, GOSTR34102012256D, GOSTR34102012512A, GOSTR34102012512B, GOSTR34102012512C:
 123                 sigType = signatureGOST
 124         default:
 125                 return 0, 0, fmt.Errorf("unsupported signature algorithm: %v", signatureAlgorithm)
 126         }
 127         switch signatureAlgorithm {
 128         case PKCS1WithSHA1, ECDSAWithSHA1:
 129                 hash = crypto.SHA1
 130         case PKCS1WithSHA256, PSSWithSHA256, ECDSAWithP256AndSHA256:
 131                 hash = crypto.SHA256
 132         case PKCS1WithSHA384, PSSWithSHA384, ECDSAWithP384AndSHA384:
 133                 hash = crypto.SHA384
 134         case PKCS1WithSHA512, PSSWithSHA512, ECDSAWithP521AndSHA512:
 135                 hash = crypto.SHA512
 136         case Ed25519:
 137                 hash = directSigning
 138         case GOSTR34102012256A, GOSTR34102012256B, GOSTR34102012256C, GOSTR34102012256D:
 139                 hash = crypto.GOSTR34112012256
 140         case GOSTR34102012512A, GOSTR34102012512B, GOSTR34102012512C:
 141                 hash = crypto.GOSTR34112012512
 142         default:
 143                 return 0, 0, fmt.Errorf("unsupported signature algorithm: %v", signatureAlgorithm)
 144         }
 145         return sigType, hash, nil
 146 }
 147
 148 // legacyTypeAndHashFromPublicKey returns the fixed signature type and crypto.Hash for
 149 // a given public key used with TLS 1.0 and 1.1, before the introduction of
 150 // signature algorithm negotiation.
 151 func legacyTypeAndHashFromPublicKey(pub crypto.PublicKey) (sigType uint8, hash crypto.Hash, err error) {
 152         switch pub.(type) {
 153         case *rsa.PublicKey:
 154                 return signaturePKCS1v15, crypto.MD5SHA1, nil
 155         case *ecdsa.PublicKey:
 156                 return signatureECDSA, crypto.SHA1, nil
 157         case ed25519.PublicKey:
 158                 // RFC 8422 specifies support for Ed25519 in TLS 1.0 and 1.1,
 159                 // but it requires holding on to a handshake transcript to do a
 160                 // full signature, and not even OpenSSL bothers with the
 161                 // complexity, so we can't even test it properly.
 162                 return 0, 0, fmt.Errorf("tls: Ed25519 public keys are not supported before TLS 1.2")
 163         default:
 164                 return 0, 0, fmt.Errorf("tls: unsupported public key: %T", pub)
 165         }
 166 }
 167
 168 var rsaSignatureSchemes = []struct {
 169         scheme          SignatureScheme
 170         minModulusBytes int
 171         maxVersion      uint16
 172 }{
 173         // RSA-PSS is used with PSSSaltLengthEqualsHash, and requires
 174         //    emLen >= hLen + sLen + 2
 175         {PSSWithSHA256, crypto.SHA256.Size()*2 + 2, VersionTLS13},
 176         {PSSWithSHA384, crypto.SHA384.Size()*2 + 2, VersionTLS13},
 177         {PSSWithSHA512, crypto.SHA512.Size()*2 + 2, VersionTLS13},
 178         // PKCS #1 v1.5 uses prefixes from hashPrefixes in crypto/rsa, and requires
 179         //    emLen >= len(prefix) + hLen + 11
 180         // TLS 1.3 dropped support for PKCS #1 v1.5 in favor of RSA-PSS.
 181         {PKCS1WithSHA256, 19 + crypto.SHA256.Size() + 11, VersionTLS12},
 182         {PKCS1WithSHA384, 19 + crypto.SHA384.Size() + 11, VersionTLS12},
 183         {PKCS1WithSHA512, 19 + crypto.SHA512.Size() + 11, VersionTLS12},
 184         {PKCS1WithSHA1, 15 + crypto.SHA1.Size() + 11, VersionTLS12},
 185 }
 186
 187 // signatureSchemesForCertificate returns the list of supported SignatureSchemes
 188 // for a given certificate, based on the public key and the protocol version,
 189 // and optionally filtered by its explicit SupportedSignatureAlgorithms.
 190 //
 191 // This function must be kept in sync with supportedSignatureAlgorithms.
 192 // FIPS filtering is applied in the caller, selectSignatureScheme.
 193 func signatureSchemesForCertificate(version uint16, cert *Certificate) []SignatureScheme {
 194         priv, ok := cert.PrivateKey.(crypto.Signer)
 195         if !ok {
 196                 return nil
 197         }
 198
 199         var sigAlgs []SignatureScheme
 200         switch pub := priv.Public().(type) {
 201         case *ecdsa.PublicKey:
 202                 if version != VersionTLS13 {
 203                         // In TLS 1.2 and earlier, ECDSA algorithms are not
 204                         // constrained to a single curve.
 205                         sigAlgs = []SignatureScheme{
 206                                 ECDSAWithP256AndSHA256,
 207                                 ECDSAWithP384AndSHA384,
 208                                 ECDSAWithP521AndSHA512,
 209                                 ECDSAWithSHA1,
 210                         }
 211                         break
 212                 }
 213                 switch pub.Curve {
 214                 case elliptic.P256():
 215                         sigAlgs = []SignatureScheme{ECDSAWithP256AndSHA256}
 216                 case elliptic.P384():
 217                         sigAlgs = []SignatureScheme{ECDSAWithP384AndSHA384}
 218                 case elliptic.P521():
 219                         sigAlgs = []SignatureScheme{ECDSAWithP521AndSHA512}
 220                 default:
 221                         return nil
 222                 }
 223         case *rsa.PublicKey:
 224                 size := pub.Size()
 225                 sigAlgs = make([]SignatureScheme, 0, len(rsaSignatureSchemes))
 226                 for _, candidate := range rsaSignatureSchemes {
 227                         if size >= candidate.minModulusBytes && version <= candidate.maxVersion {
 228                                 sigAlgs = append(sigAlgs, candidate.scheme)
 229                         }
 230                 }
 231         case ed25519.PublicKey:
 232                 sigAlgs = []SignatureScheme{Ed25519}
 233         case *gost3410.PublicKey:
 234                 switch pub.C.Name {
 235                 case "id-tc26-gost-3410-12-256-paramSetA":
 236                         return []SignatureScheme{GOSTR34102012256A}
 237                 case "id-tc26-gost-3410-12-256-paramSetB":
 238                         return []SignatureScheme{GOSTR34102012256B}
 239                 case "id-tc26-gost-3410-12-256-paramSetC":
 240                         return []SignatureScheme{GOSTR34102012256C}
 241                 case "id-tc26-gost-3410-12-256-paramSetD":
 242                         return []SignatureScheme{GOSTR34102012256D}
 243                 case "id-tc26-gost-3410-12-512-paramSetA":
 244                         return []SignatureScheme{GOSTR34102012512A}
 245                 case "id-tc26-gost-3410-12-512-paramSetB":
 246                         return []SignatureScheme{GOSTR34102012512B}
 247                 case "id-tc26-gost-3410-12-512-paramSetC":
 248                         return []SignatureScheme{GOSTR34102012512C}
 249                 default:
 250                         return nil
 251                 }
 252         default:
 253                 return nil
 254         }
 255
 256         if cert.SupportedSignatureAlgorithms != nil {
 257                 var filteredSigAlgs []SignatureScheme
 258                 for _, sigAlg := range sigAlgs {
 259                         if isSupportedSignatureAlgorithm(sigAlg, cert.SupportedSignatureAlgorithms) {
 260                                 filteredSigAlgs = append(filteredSigAlgs, sigAlg)
 261                         }
 262                 }
 263                 return filteredSigAlgs
 264         }
 265         return sigAlgs
 266 }
 267
 268 // selectSignatureScheme picks a SignatureScheme from the peer's preference list
 269 // that works with the selected certificate. It's only called for protocol
 270 // versions that support signature algorithms, so TLS 1.2 and 1.3.
 271 func selectSignatureScheme(vers uint16, c *Certificate, peerAlgs []SignatureScheme) (SignatureScheme, error) {
 272         supportedAlgs := signatureSchemesForCertificate(vers, c)
 273         if len(supportedAlgs) == 0 {
 274                 return 0, unsupportedCertificateError(c)
 275         }
 276         if len(peerAlgs) == 0 && vers == VersionTLS12 {
 277                 // For TLS 1.2, if the client didn't send signature_algorithms then we
 278                 // can assume that it supports SHA1. See RFC 5246, Section 7.4.1.4.1.
 279                 peerAlgs = []SignatureScheme{PKCS1WithSHA1, ECDSAWithSHA1}
 280         }
 281         // Pick signature scheme in the peer's preference order, as our
 282         // preference order is not configurable.
 283         for _, preferredAlg := range peerAlgs {
 284                 if needFIPS() && !isSupportedSignatureAlgorithm(preferredAlg, fipsSupportedSignatureAlgorithms) {
 285                         continue
 286                 }
 287                 if isSupportedSignatureAlgorithm(preferredAlg, supportedAlgs) {
 288                         return preferredAlg, nil
 289                 }
 290         }
 291         return 0, errors.New("tls: peer doesn't support any of the certificate's signature algorithms")
 292 }
 293
 294 // unsupportedCertificateError returns a helpful error for certificates with
 295 // an unsupported private key.
 296 func unsupportedCertificateError(cert *Certificate) error {
 297         switch cert.PrivateKey.(type) {
 298         case rsa.PrivateKey, ecdsa.PrivateKey:
 299                 return fmt.Errorf("tls: unsupported certificate: private key is %T, expected *%T",
 300                         cert.PrivateKey, cert.PrivateKey)
 301         case *ed25519.PrivateKey:
 302                 return fmt.Errorf("tls: unsupported certificate: private key is *ed25519.PrivateKey, expected ed25519.PrivateKey")
 303         }
 304
 305         signer, ok := cert.PrivateKey.(crypto.Signer)
 306         if !ok {
 307                 return fmt.Errorf("tls: certificate private key (%T) does not implement crypto.Signer",
 308                         cert.PrivateKey)
 309         }
 310
 311         switch pub := signer.Public().(type) {
 312         case *ecdsa.PublicKey:
 313                 switch pub.Curve {
 314                 case elliptic.P256():
 315                 case elliptic.P384():
 316                 case elliptic.P521():
 317                 default:
 318                         return fmt.Errorf("tls: unsupported certificate curve (%s)", pub.Curve.Params().Name)
 319                 }
 320         case *rsa.PublicKey:
 321                 return fmt.Errorf("tls: certificate RSA key size too small for supported signature algorithms")
 322         case ed25519.PublicKey:
 323         case *gost3410.PublicKey:
 324         default:
 325                 return fmt.Errorf("tls: unsupported certificate key (%T)", pub)
 326         }
 327
 328         if cert.SupportedSignatureAlgorithms != nil {
 329                 return fmt.Errorf("tls: peer doesn't support the certificate custom signature algorithms")
 330         }
 331
 332         return fmt.Errorf("tls: internal error: unsupported key (%T)", cert.PrivateKey)
 333 }