matroskaenc: check cue point validity before reallocation
[ffmpeg.git] / libavformat / rtmpdh.c
1 /*
2  * RTMP Diffie-Hellmann utilities
3  * Copyright (c) 2009 Andrej Stepanchuk
4  * Copyright (c) 2009-2010 Howard Chu
5  * Copyright (c) 2012 Samuel Pitoiset
6  *
7  * This file is part of Libav.
8  *
9  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 /**
25  * @file
26  * RTMP Diffie-Hellmann utilities
27  */
28
29 #include "config.h"
30 #include "rtmpdh.h"
31 #include "libavutil/random_seed.h"
32
33 #define P1024                                          \
34     "FFFFFFFFFFFFFFFFC90FDAA22168C234C4C6628B80DC1CD1" \
35     "29024E088A67CC74020BBEA63B139B22514A08798E3404DD" \
36     "EF9519B3CD3A431B302B0A6DF25F14374FE1356D6D51C245" \
37     "E485B576625E7EC6F44C42E9A637ED6B0BFF5CB6F406B7ED" \
38     "EE386BFB5A899FA5AE9F24117C4B1FE649286651ECE65381" \
39     "FFFFFFFFFFFFFFFF"
40
41 #define Q1024                                          \
42     "7FFFFFFFFFFFFFFFE487ED5110B4611A62633145C06E0E68" \
43     "948127044533E63A0105DF531D89CD9128A5043CC71A026E" \
44     "F7CA8CD9E69D218D98158536F92F8A1BA7F09AB6B6A8E122" \
45     "F242DABB312F3F637A262174D31BF6B585FFAE5B7A035BF6" \
46     "F71C35FDAD44CFD2D74F9208BE258FF324943328F67329C0" \
47     "FFFFFFFFFFFFFFFF"
48
49 #if CONFIG_NETTLE || CONFIG_GCRYPT
50 #if CONFIG_NETTLE
51 #define bn_new(bn)                      \
52     do {                                \
53         bn = av_malloc(sizeof(*bn));    \
54         if (bn)                         \
55             mpz_init2(bn, 1);           \
56     } while (0)
57 #define bn_free(bn)     \
58     do {                \
59         mpz_clear(bn);  \
60         av_free(bn);    \
61     } while (0)
62 #define bn_set_word(bn, w)          mpz_set_ui(bn, w)
63 #define bn_cmp(a, b)                mpz_cmp(a, b)
64 #define bn_copy(to, from)           mpz_set(to, from)
65 #define bn_sub_word(bn, w)          mpz_sub_ui(bn, bn, w)
66 #define bn_cmp_1(bn)                mpz_cmp_ui(bn, 1)
67 #define bn_num_bytes(bn)            (mpz_sizeinbase(bn, 2) + 7) / 8
68 #define bn_bn2bin(bn, buf, len)     nettle_mpz_get_str_256(len, buf, bn)
69 #define bn_bin2bn(bn, buf, len)                     \
70     do {                                            \
71         bn_new(bn);                                 \
72         if (bn)                                     \
73             nettle_mpz_set_str_256_u(bn, len, buf); \
74     } while (0)
75 #define bn_hex2bn(bn, buf, ret)                     \
76     do {                                            \
77         bn_new(bn);                                 \
78         if (bn)                                     \
79             ret = (mpz_set_str(bn, buf, 16) == 0);  \
80     } while (0)
81 #define bn_modexp(bn, y, q, p)      mpz_powm(bn, y, q, p)
82 #define bn_random(bn, num_bytes)                    \
83     do {                                            \
84         gmp_randstate_t rs;                         \
85         gmp_randinit_mt(rs);                        \
86         gmp_randseed_ui(rs, av_get_random_seed());  \
87         mpz_urandomb(bn, rs, num_bytes);            \
88         gmp_randclear(rs);                          \
89     } while (0)
90 #elif CONFIG_GCRYPT
91 #define bn_new(bn)                  bn = gcry_mpi_new(1)
92 #define bn_free(bn)                 gcry_mpi_release(bn)
93 #define bn_set_word(bn, w)          gcry_mpi_set_ui(bn, w)
94 #define bn_cmp(a, b)                gcry_mpi_cmp(a, b)
95 #define bn_copy(to, from)           gcry_mpi_set(to, from)
96 #define bn_sub_word(bn, w)          gcry_mpi_sub_ui(bn, bn, w)
97 #define bn_cmp_1(bn)                gcry_mpi_cmp_ui(bn, 1)
98 #define bn_num_bytes(bn)            (gcry_mpi_get_nbits(bn) + 7) / 8
99 #define bn_bn2bin(bn, buf, len)     gcry_mpi_print(GCRYMPI_FMT_USG, buf, len, NULL, bn)
100 #define bn_bin2bn(bn, buf, len)     gcry_mpi_scan(&bn, GCRYMPI_FMT_USG, buf, len, NULL)
101 #define bn_hex2bn(bn, buf, ret)     ret = (gcry_mpi_scan(&bn, GCRYMPI_FMT_HEX, buf, 0, 0) == 0)
102 #define bn_modexp(bn, y, q, p)      gcry_mpi_powm(bn, y, q, p)
103 #define bn_random(bn, num_bytes)    gcry_mpi_randomize(bn, num_bytes, GCRY_WEAK_RANDOM)
104 #endif
105
106 #define MAX_BYTES 18000
107
108 #define dh_new()                    av_malloc(sizeof(FF_DH))
109
110 static FFBigNum dh_generate_key(FF_DH *dh)
111 {
112     int num_bytes;
113
114     num_bytes = bn_num_bytes(dh->p) - 1;
115     if (num_bytes <= 0 || num_bytes > MAX_BYTES)
116         return NULL;
117
118     bn_new(dh->priv_key);
119     if (!dh->priv_key)
120         return NULL;
121     bn_random(dh->priv_key, num_bytes);
122
123     bn_new(dh->pub_key);
124     if (!dh->pub_key) {
125         bn_free(dh->priv_key);
126         return NULL;
127     }
128
129     bn_modexp(dh->pub_key, dh->g, dh->priv_key, dh->p);
130
131     return dh->pub_key;
132 }
133
134 static int dh_compute_key(FF_DH *dh, FFBigNum pub_key_bn,
135                           uint32_t pub_key_len, uint8_t *secret_key)
136 {
137     FFBigNum k;
138     int num_bytes;
139
140     num_bytes = bn_num_bytes(dh->p);
141     if (num_bytes <= 0 || num_bytes > MAX_BYTES)
142         return -1;
143
144     bn_new(k);
145     if (!k)
146         return -1;
147
148     bn_modexp(k, pub_key_bn, dh->priv_key, dh->p);
149     bn_bn2bin(k, secret_key, pub_key_len);
150     bn_free(k);
151
152     /* return the length of the shared secret key like DH_compute_key */
153     return pub_key_len;
154 }
155
156 void ff_dh_free(FF_DH *dh)
157 {
158     bn_free(dh->p);
159     bn_free(dh->g);
160     bn_free(dh->pub_key);
161     bn_free(dh->priv_key);
162     av_free(dh);
163 }
164 #elif CONFIG_OPENSSL
165 #define bn_new(bn)                  bn = BN_new()
166 #define bn_free(bn)                 BN_free(bn)
167 #define bn_set_word(bn, w)          BN_set_word(bn, w)
168 #define bn_cmp(a, b)                BN_cmp(a, b)
169 #define bn_copy(to, from)           BN_copy(to, from)
170 #define bn_sub_word(bn, w)          BN_sub_word(bn, w)
171 #define bn_cmp_1(bn)                BN_cmp(bn, BN_value_one())
172 #define bn_num_bytes(bn)            BN_num_bytes(bn)
173 #define bn_bn2bin(bn, buf, len)     BN_bn2bin(bn, buf)
174 #define bn_bin2bn(bn, buf, len)     bn = BN_bin2bn(buf, len, 0)
175 #define bn_hex2bn(bn, buf, ret)     ret = BN_hex2bn(&bn, buf)
176 #define bn_modexp(bn, y, q, p)               \
177     do {                                     \
178         BN_CTX *ctx = BN_CTX_new();          \
179         if (!ctx)                            \
180             return AVERROR(ENOMEM);          \
181         if (!BN_mod_exp(bn, y, q, p, ctx)) { \
182             BN_CTX_free(ctx);                \
183             return AVERROR(EINVAL);          \
184         }                                    \
185         BN_CTX_free(ctx);                    \
186     } while (0)
187
188 #define dh_new()                                DH_new()
189 #define dh_generate_key(dh)                     DH_generate_key(dh)
190 #define dh_compute_key(dh, pub, len, secret)    DH_compute_key(secret, pub, dh)
191
192 void ff_dh_free(FF_DH *dh)
193 {
194     DH_free(dh);
195 }
196 #endif
197
198 static int dh_is_valid_public_key(FFBigNum y, FFBigNum p, FFBigNum q)
199 {
200     FFBigNum bn = NULL;
201     int ret = AVERROR(EINVAL);
202
203     bn_new(bn);
204     if (!bn)
205         return AVERROR(ENOMEM);
206
207     /* y must lie in [2, p - 1] */
208     bn_set_word(bn, 1);
209     if (!bn_cmp(y, bn))
210         goto fail;
211
212     /* bn = p - 2 */
213     bn_copy(bn, p);
214     bn_sub_word(bn, 1);
215     if (!bn_cmp(y, bn))
216         goto fail;
217
218     /* Verify with Sophie-Germain prime
219      *
220      * This is a nice test to make sure the public key position is calculated
221      * correctly. This test will fail in about 50% of the cases if applied to
222      * random data.
223      */
224     /* y must fulfill y^q mod p = 1 */
225     bn_modexp(bn, y, q, p);
226
227     if (bn_cmp_1(bn))
228         goto fail;
229
230     ret = 0;
231 fail:
232     bn_free(bn);
233
234     return ret;
235 }
236
237 av_cold FF_DH *ff_dh_init(int key_len)
238 {
239     FF_DH *dh;
240     int ret;
241
242     if (!(dh = dh_new()))
243         return NULL;
244
245     bn_new(dh->g);
246     if (!dh->g)
247         goto fail;
248
249     bn_hex2bn(dh->p, P1024, ret);
250     if (!ret)
251         goto fail;
252
253     bn_set_word(dh->g, 2);
254     dh->length = key_len;
255
256     return dh;
257
258 fail:
259     ff_dh_free(dh);
260
261     return NULL;
262 }
263
264 int ff_dh_generate_public_key(FF_DH *dh)
265 {
266     int ret = 0;
267
268     while (!ret) {
269         FFBigNum q1 = NULL;
270
271         if (!dh_generate_key(dh))
272             return AVERROR(EINVAL);
273
274         bn_hex2bn(q1, Q1024, ret);
275         if (!ret)
276             return AVERROR(ENOMEM);
277
278         ret = dh_is_valid_public_key(dh->pub_key, dh->p, q1);
279         bn_free(q1);
280
281         if (!ret) {
282             /* the public key is valid */
283             break;
284         }
285     }
286
287     return ret;
288 }
289
290 int ff_dh_write_public_key(FF_DH *dh, uint8_t *pub_key, int pub_key_len)
291 {
292     int len;
293
294     /* compute the length of the public key */
295     len = bn_num_bytes(dh->pub_key);
296     if (len <= 0 || len > pub_key_len)
297         return AVERROR(EINVAL);
298
299     /* convert the public key value into big-endian form */
300     memset(pub_key, 0, pub_key_len);
301     bn_bn2bin(dh->pub_key, pub_key + pub_key_len - len, len);
302
303     return 0;
304 }
305
306 int ff_dh_compute_shared_secret_key(FF_DH *dh, const uint8_t *pub_key,
307                                     int pub_key_len, uint8_t *secret_key)
308 {
309     FFBigNum q1 = NULL, pub_key_bn = NULL;
310     int ret;
311
312     /* convert the big-endian form of the public key into a bignum */
313     bn_bin2bn(pub_key_bn, pub_key, pub_key_len);
314     if (!pub_key_bn)
315         return AVERROR(ENOMEM);
316
317     /* convert the string containing a hexadecimal number into a bignum */
318     bn_hex2bn(q1, Q1024, ret);
319     if (!ret) {
320         ret = AVERROR(ENOMEM);
321         goto fail;
322     }
323
324     /* when the public key is valid we have to compute the shared secret key */
325     if ((ret = dh_is_valid_public_key(pub_key_bn, dh->p, q1)) < 0) {
326         goto fail;
327     } else if ((ret = dh_compute_key(dh, pub_key_bn, pub_key_len,
328                                      secret_key)) < 0) {
329         ret = AVERROR(EINVAL);
330         goto fail;
331     }
332
333 fail:
334     bn_free(pub_key_bn);
335     bn_free(q1);
336
337     return ret;
338 }
339