xref: /optee_os/core/lib/libtomcrypt/sm2-pke.c (revision 17d4286fd991ce36d91d98943bf0059b577c9599)
1f9a78287SJerome Forissier // SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
2f9a78287SJerome Forissier /*
3f9a78287SJerome Forissier  * Copyright (c) 2019 Huawei Technologies Co., Ltd
4f9a78287SJerome Forissier  */
5f9a78287SJerome Forissier 
6f9a78287SJerome Forissier #include <crypto/crypto.h>
7f9a78287SJerome Forissier #include <io.h>
8f9a78287SJerome Forissier #include <stdlib.h>
9f9a78287SJerome Forissier #include <string.h>
10f9a78287SJerome Forissier #include <tee_api_types.h>
11f9a78287SJerome Forissier #include <tee/tee_cryp_utl.h>
12f9a78287SJerome Forissier #include <trace.h>
13f9a78287SJerome Forissier #include <util.h>
14f9a78287SJerome Forissier #include <utee_defines.h>
15f9a78287SJerome Forissier 
16f9a78287SJerome Forissier #include "acipher_helpers.h"
17f9a78287SJerome Forissier 
18f9a78287SJerome Forissier static TEE_Result
19f9a78287SJerome Forissier sm2_uncompressed_bytes_to_point(ecc_point *p, const ltc_ecc_dp *dp,
20f9a78287SJerome Forissier 				const uint8_t *x1y1, size_t max_size,
21f9a78287SJerome Forissier 				size_t *consumed)
22f9a78287SJerome Forissier {
23f9a78287SJerome Forissier 	uint8_t *ptr = (uint8_t *)x1y1;
24f9a78287SJerome Forissier 	TEE_Result res = TEE_SUCCESS;
25f9a78287SJerome Forissier 	uint8_t one[] = { 1 };
26f9a78287SJerome Forissier 	int ltc_res = 0;
27f9a78287SJerome Forissier 	void *x1 = NULL;
28f9a78287SJerome Forissier 	void *y1 = NULL;
29f9a78287SJerome Forissier 
30f9a78287SJerome Forissier 	if (max_size < (size_t)(2 * dp->size))
31f9a78287SJerome Forissier 		return TEE_ERROR_BAD_PARAMETERS;
32f9a78287SJerome Forissier 
33f9a78287SJerome Forissier 	ltc_res = mp_init_multi(&x1, &y1, &p->z, NULL);
34f9a78287SJerome Forissier 	if (ltc_res != CRYPT_OK)
35f9a78287SJerome Forissier 		return TEE_ERROR_OUT_OF_MEMORY;
36f9a78287SJerome Forissier 
37f9a78287SJerome Forissier 	ltc_res = mp_read_unsigned_bin(x1, ptr, dp->size);
38f9a78287SJerome Forissier 	if (ltc_res != CRYPT_OK) {
39f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_BAD_PARAMETERS;
40f9a78287SJerome Forissier 		goto err;
41f9a78287SJerome Forissier 	}
42f9a78287SJerome Forissier 
43f9a78287SJerome Forissier 	ptr += dp->size;
44f9a78287SJerome Forissier 
45f9a78287SJerome Forissier 	ltc_res = mp_read_unsigned_bin(y1, ptr, dp->size);
46f9a78287SJerome Forissier 	if (ltc_res != CRYPT_OK) {
47f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_BAD_PARAMETERS;
48f9a78287SJerome Forissier 		goto err;
49f9a78287SJerome Forissier 	}
50f9a78287SJerome Forissier 
51f9a78287SJerome Forissier 	ltc_res = ltc_ecc_is_point(dp, x1, y1);
52f9a78287SJerome Forissier 	if (ltc_res != CRYPT_OK) {
53f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_BAD_PARAMETERS;
54f9a78287SJerome Forissier 		goto err;
55f9a78287SJerome Forissier 	}
56f9a78287SJerome Forissier 
57f9a78287SJerome Forissier 	p->x = x1;
58f9a78287SJerome Forissier 	p->y = y1;
59f9a78287SJerome Forissier 	mp_read_unsigned_bin(p->z, one, sizeof(one));
60f9a78287SJerome Forissier 
61f9a78287SJerome Forissier 	*consumed = 2 * dp->size + 1; /* PC */
62f9a78287SJerome Forissier 
63f9a78287SJerome Forissier 	return TEE_SUCCESS;
64f9a78287SJerome Forissier err:
65f9a78287SJerome Forissier 	mp_clear_multi(x1, y1, p->z, NULL);
66f9a78287SJerome Forissier 	return res;
67f9a78287SJerome Forissier }
68f9a78287SJerome Forissier 
69f9a78287SJerome Forissier /*
70f9a78287SJerome Forissier  * GM/T 0003.1‒2012 Part 1 Section 4.2.9
71f9a78287SJerome Forissier  * Conversion of a byte string @buf to a point @p. Makes sure @p is on the curve
72f9a78287SJerome Forissier  * defined by domain parameters @dp.
73f9a78287SJerome Forissier  * Note: only the uncompressed form is supported. Uncompressed and hybrid forms
74f9a78287SJerome Forissier  * are TBD.
75f9a78287SJerome Forissier  */
76f9a78287SJerome Forissier static TEE_Result sm2_bytes_to_point(ecc_point *p, const ltc_ecc_dp *dp,
77f9a78287SJerome Forissier 				     const uint8_t *buf, size_t max_size,
78f9a78287SJerome Forissier 				     size_t *consumed)
79f9a78287SJerome Forissier {
80f9a78287SJerome Forissier 	uint8_t PC = 0;
81f9a78287SJerome Forissier 
82f9a78287SJerome Forissier 	if (!max_size)
83f9a78287SJerome Forissier 		return TEE_ERROR_BAD_PARAMETERS;
84f9a78287SJerome Forissier 
85f9a78287SJerome Forissier 	PC = buf[0];
86f9a78287SJerome Forissier 
87f9a78287SJerome Forissier 	switch (PC) {
88f9a78287SJerome Forissier 	case 0x02:
89f9a78287SJerome Forissier 	case 0x03:
90f9a78287SJerome Forissier 		/* Compressed form */
91f9a78287SJerome Forissier 		return TEE_ERROR_NOT_SUPPORTED;
92f9a78287SJerome Forissier 	case 0x04:
93f9a78287SJerome Forissier 		/* UNcompressed form */
94f9a78287SJerome Forissier 		return sm2_uncompressed_bytes_to_point(p, dp, buf + 1,
95f9a78287SJerome Forissier 						       max_size - 1, consumed);
96f9a78287SJerome Forissier 	case 0x06:
97f9a78287SJerome Forissier 	case 0x07:
98f9a78287SJerome Forissier 		/* Hybrid form */
99f9a78287SJerome Forissier 		return TEE_ERROR_NOT_SUPPORTED;
100f9a78287SJerome Forissier 	default:
101f9a78287SJerome Forissier 		return TEE_ERROR_BAD_PARAMETERS;
102f9a78287SJerome Forissier 	}
103f9a78287SJerome Forissier 
104f9a78287SJerome Forissier 	return TEE_ERROR_GENERIC;
105f9a78287SJerome Forissier }
106f9a78287SJerome Forissier 
107f9a78287SJerome Forissier /*
108f9a78287SJerome Forissier  * GM/T 0003.1‒2012 Part 4 Sections 5.4.2 and 5.4.3
109f9a78287SJerome Forissier  * Key derivation function based on the SM3 hash function
110f9a78287SJerome Forissier  */
111f9a78287SJerome Forissier static TEE_Result sm2_kdf(const uint8_t *Z, size_t Z_len, uint8_t *t,
112f9a78287SJerome Forissier 			  size_t tlen)
113f9a78287SJerome Forissier {
114f9a78287SJerome Forissier 	TEE_Result res = TEE_SUCCESS;
115f9a78287SJerome Forissier 	size_t remain = tlen;
116f9a78287SJerome Forissier 	uint32_t count = 1;
117f9a78287SJerome Forissier 	uint32_t be_count = 0;
118f9a78287SJerome Forissier 	void *ctx = NULL;
119f9a78287SJerome Forissier 	uint8_t *out = t;
120f9a78287SJerome Forissier 
121f9a78287SJerome Forissier 	res = crypto_hash_alloc_ctx(&ctx, TEE_ALG_SM3);
122f9a78287SJerome Forissier 	if (res)
123f9a78287SJerome Forissier 		return res;
124f9a78287SJerome Forissier 
125f9a78287SJerome Forissier 	while (remain) {
126f9a78287SJerome Forissier 		uint8_t tmp[TEE_SM3_HASH_SIZE] = { };
127f9a78287SJerome Forissier 		uint8_t *buf = NULL;
128f9a78287SJerome Forissier 
129f9a78287SJerome Forissier 		if (remain >= TEE_SM3_HASH_SIZE)
130f9a78287SJerome Forissier 			buf = out;
131f9a78287SJerome Forissier 		else
132f9a78287SJerome Forissier 			buf = tmp;
133f9a78287SJerome Forissier 
134f9a78287SJerome Forissier 		put_be32(&be_count, count);
135f9a78287SJerome Forissier 		res = crypto_hash_init(ctx);
136f9a78287SJerome Forissier 		if (res)
137f9a78287SJerome Forissier 			goto out;
138f9a78287SJerome Forissier 		res = crypto_hash_update(ctx, Z, Z_len);
139f9a78287SJerome Forissier 		if (res)
140f9a78287SJerome Forissier 			goto out;
141f9a78287SJerome Forissier 		res = crypto_hash_update(ctx, (const uint8_t *)&be_count,
142f9a78287SJerome Forissier 					 sizeof(be_count));
143f9a78287SJerome Forissier 		if (res)
144f9a78287SJerome Forissier 			goto out;
145f9a78287SJerome Forissier 		res = crypto_hash_final(ctx, buf, TEE_SM3_HASH_SIZE);
146f9a78287SJerome Forissier 		if (res)
147f9a78287SJerome Forissier 			goto out;
148f9a78287SJerome Forissier 
149f9a78287SJerome Forissier 		if (remain < TEE_SM3_HASH_SIZE) {
150f9a78287SJerome Forissier 			memcpy(out, tmp, remain);
151f9a78287SJerome Forissier 			break;
152f9a78287SJerome Forissier 		}
153f9a78287SJerome Forissier 
154f9a78287SJerome Forissier 		out += TEE_SM3_HASH_SIZE;
155f9a78287SJerome Forissier 		remain -= TEE_SM3_HASH_SIZE;
156f9a78287SJerome Forissier 		count++;
157f9a78287SJerome Forissier 	}
158f9a78287SJerome Forissier out:
159f9a78287SJerome Forissier 	crypto_hash_free_ctx(ctx);
160f9a78287SJerome Forissier 	return res;
161f9a78287SJerome Forissier }
162f9a78287SJerome Forissier 
163f9a78287SJerome Forissier static bool is_zero(const uint8_t *buf, size_t size)
164f9a78287SJerome Forissier {
165f9a78287SJerome Forissier 	uint8_t v = 0;
166f9a78287SJerome Forissier 	size_t i = 0;
167f9a78287SJerome Forissier 
168f9a78287SJerome Forissier 	for (i = 0; i < size; i++)
169f9a78287SJerome Forissier 		v |= buf[i];
170f9a78287SJerome Forissier 
171f9a78287SJerome Forissier 	return !v;
172f9a78287SJerome Forissier }
173f9a78287SJerome Forissier 
174f9a78287SJerome Forissier /*
175f9a78287SJerome Forissier  * GM/T 0003.1‒2012 Part 4 Section 7.1
176f9a78287SJerome Forissier  * Decryption algorithm
177f9a78287SJerome Forissier  */
178f9a78287SJerome Forissier TEE_Result crypto_acipher_sm2_pke_decrypt(struct ecc_keypair *key,
179f9a78287SJerome Forissier 					  const uint8_t *src, size_t src_len,
180f9a78287SJerome Forissier 					  uint8_t *dst, size_t *dst_len)
181f9a78287SJerome Forissier {
182f9a78287SJerome Forissier 	TEE_Result res = TEE_SUCCESS;
183f9a78287SJerome Forissier 	uint8_t x2y2[64] = { };
184f9a78287SJerome Forissier 	ecc_key ltc_key = { };
185f9a78287SJerome Forissier 	ecc_point *C1 = NULL;
186f9a78287SJerome Forissier 	size_t C1_len = 0;
187f9a78287SJerome Forissier 	ecc_point *S = NULL;
188f9a78287SJerome Forissier 	ecc_point *x2y2p = NULL;
189f9a78287SJerome Forissier 	void *ctx = NULL;
190f9a78287SJerome Forissier 	int ltc_res = 0;
191f9a78287SJerome Forissier 	void *h = NULL;
192f9a78287SJerome Forissier 	int inf = 0;
193f9a78287SJerome Forissier 	uint8_t *t = NULL;
194f9a78287SJerome Forissier 	size_t C2_len = 0;
195f9a78287SJerome Forissier 	size_t i = 0;
196f9a78287SJerome Forissier 	size_t out_len = 0;
197f9a78287SJerome Forissier 	uint8_t *eom = NULL;
198f9a78287SJerome Forissier 	uint8_t u[TEE_SM3_HASH_SIZE] = { };
199f9a78287SJerome Forissier 
200f9a78287SJerome Forissier 	/*
201f9a78287SJerome Forissier 	 * Input buffer src is (C1 || C2 || C3)
202f9a78287SJerome Forissier 	 * - C1 represents a point (should be on the curve)
203f9a78287SJerome Forissier 	 * - C2 is the encrypted message
204f9a78287SJerome Forissier 	 * - C3 is a SM3 hash
205f9a78287SJerome Forissier 	 */
206f9a78287SJerome Forissier 
207f9a78287SJerome Forissier 	res = ecc_populate_ltc_private_key(&ltc_key, key, TEE_ALG_SM2_PKE,
208f9a78287SJerome Forissier 					   NULL);
209f9a78287SJerome Forissier 	if (res)
210f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
211f9a78287SJerome Forissier 
212f9a78287SJerome Forissier 	/* Step B1: read and validate point C1 from encrypted message */
213f9a78287SJerome Forissier 
214f9a78287SJerome Forissier 	C1 = ltc_ecc_new_point();
215f9a78287SJerome Forissier 	if (!C1) {
216f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_OUT_OF_MEMORY;
217f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
218f9a78287SJerome Forissier 	}
219f9a78287SJerome Forissier 
220f9a78287SJerome Forissier 	res = sm2_bytes_to_point(C1, &ltc_key.dp, src, src_len, &C1_len);
221f9a78287SJerome Forissier 	if (res)
222f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
223f9a78287SJerome Forissier 
224f9a78287SJerome Forissier 	/* Step B2: S = [h]C1 */
225f9a78287SJerome Forissier 
226f9a78287SJerome Forissier 	if (ltc_key.dp.cofactor != 1) {
227f9a78287SJerome Forissier 		S = ltc_ecc_new_point();
228f9a78287SJerome Forissier 		if (!S) {
229f9a78287SJerome Forissier 			res = TEE_ERROR_OUT_OF_MEMORY;
230f9a78287SJerome Forissier 			goto out;
231f9a78287SJerome Forissier 		}
232f9a78287SJerome Forissier 
233f9a78287SJerome Forissier 		ltc_res = mp_init_multi(&h, NULL);
234f9a78287SJerome Forissier 		if (ltc_res != CRYPT_OK)
235f9a78287SJerome Forissier 			return TEE_ERROR_OUT_OF_MEMORY;
236f9a78287SJerome Forissier 
237f9a78287SJerome Forissier 		ltc_res = mp_set_int(h, ltc_key.dp.cofactor);
238f9a78287SJerome Forissier 		if (ltc_res != CRYPT_OK) {
239f9a78287SJerome Forissier 			res = TEE_ERROR_BAD_STATE;
240f9a78287SJerome Forissier 			goto out;
241f9a78287SJerome Forissier 		}
242f9a78287SJerome Forissier 
243f9a78287SJerome Forissier 		ltc_res = ltc_ecc_mulmod(h, C1, S, ltc_key.dp.A,
244f9a78287SJerome Forissier 					 ltc_key.dp.prime, 1);
245f9a78287SJerome Forissier 		if (ltc_res != CRYPT_OK) {
246f9a78287SJerome Forissier 			res = TEE_ERROR_BAD_STATE;
247f9a78287SJerome Forissier 			goto out;
248f9a78287SJerome Forissier 		}
249f9a78287SJerome Forissier 
250f9a78287SJerome Forissier 		ltc_res = ltc_ecc_is_point_at_infinity(S, ltc_key.dp.prime,
251f9a78287SJerome Forissier 						       &inf);
252f9a78287SJerome Forissier 	} else {
253f9a78287SJerome Forissier 		ltc_res = ltc_ecc_is_point_at_infinity(C1, ltc_key.dp.prime,
254f9a78287SJerome Forissier 						       &inf);
255f9a78287SJerome Forissier 	}
256f9a78287SJerome Forissier 	if (inf) {
257f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_BAD_STATE;
258f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
259f9a78287SJerome Forissier 	}
260f9a78287SJerome Forissier 
261f9a78287SJerome Forissier 	/* Step B3: (x2, y2) = [dB]C1 */
262f9a78287SJerome Forissier 
263f9a78287SJerome Forissier 	x2y2p = ltc_ecc_new_point();
264f9a78287SJerome Forissier 	if (!x2y2p) {
265f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_OUT_OF_MEMORY;
266f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
267f9a78287SJerome Forissier 	}
268f9a78287SJerome Forissier 
269f9a78287SJerome Forissier 	ltc_res = ltc_ecc_mulmod(ltc_key.k, C1, x2y2p, ltc_key.dp.A,
270f9a78287SJerome Forissier 				 ltc_key.dp.prime, 1);
271f9a78287SJerome Forissier 	if (ltc_res != CRYPT_OK) {
272f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_BAD_STATE;
273f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
274f9a78287SJerome Forissier 	}
275f9a78287SJerome Forissier 
276f9a78287SJerome Forissier 	if (mp_unsigned_bin_size(x2y2p->x) != 32 ||
277f9a78287SJerome Forissier 	    mp_unsigned_bin_size(x2y2p->y) != 32) {
278f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_BAD_STATE;
279f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
280f9a78287SJerome Forissier 	}
281f9a78287SJerome Forissier 
282f9a78287SJerome Forissier 	mp_to_unsigned_bin(x2y2p->x, x2y2);
283f9a78287SJerome Forissier 	mp_to_unsigned_bin(x2y2p->y, x2y2 + 32);
284f9a78287SJerome Forissier 
285f9a78287SJerome Forissier 	/* Step B4: t = KDF(x2 || y2, klen) */
286f9a78287SJerome Forissier 
287f9a78287SJerome Forissier 	/* C = C1 || C2 || C3 */
288f9a78287SJerome Forissier 	if (src_len <= C1_len + TEE_SM3_HASH_SIZE) {
289f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_BAD_PARAMETERS;
290f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
291f9a78287SJerome Forissier 	}
292f9a78287SJerome Forissier 
293f9a78287SJerome Forissier 	C2_len = src_len - C1_len - TEE_SM3_HASH_SIZE;
294f9a78287SJerome Forissier 
295f9a78287SJerome Forissier 	t = calloc(1, C2_len);
296f9a78287SJerome Forissier 	if (!t) {
297f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_OUT_OF_MEMORY;
298f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
299f9a78287SJerome Forissier 	}
300f9a78287SJerome Forissier 
301f9a78287SJerome Forissier 	res = sm2_kdf(x2y2, sizeof(x2y2), t, C2_len);
302f9a78287SJerome Forissier 	if (res)
303f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
304f9a78287SJerome Forissier 
305f9a78287SJerome Forissier 	if (is_zero(t, C2_len)) {
306f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_CIPHERTEXT_INVALID;
307f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
308f9a78287SJerome Forissier 	}
309f9a78287SJerome Forissier 
310f9a78287SJerome Forissier 	/* Step B5: get C2 from C and compute Mprime = C2 (+) t */
311f9a78287SJerome Forissier 
312f9a78287SJerome Forissier 	out_len = MIN(*dst_len, C2_len);
313f9a78287SJerome Forissier 	for (i = 0; i < out_len; i++)
314f9a78287SJerome Forissier 		dst[i] = src[C1_len + i] ^ t[i];
315f9a78287SJerome Forissier 	*dst_len = out_len;
316f9a78287SJerome Forissier 	if (out_len < C2_len) {
317f9a78287SJerome Forissier 		eom = calloc(1, C2_len - out_len);
318f9a78287SJerome Forissier 		if (!eom)
319f9a78287SJerome Forissier 			goto out;
320f9a78287SJerome Forissier 		for (i = out_len; i < C2_len; i++)
321f9a78287SJerome Forissier 		       eom[i - out_len] = src[C1_len + i] ^ t[i];
322f9a78287SJerome Forissier 	}
323f9a78287SJerome Forissier 
324f9a78287SJerome Forissier 	/* Step B6: compute u = Hash(x2 || M' || y2) and compare with C3 */
325f9a78287SJerome Forissier 
326f9a78287SJerome Forissier 	res = crypto_hash_alloc_ctx(&ctx, TEE_ALG_SM3);
327f9a78287SJerome Forissier 	if (res)
328f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
329f9a78287SJerome Forissier 	res = crypto_hash_init(ctx);
330f9a78287SJerome Forissier 	if (res)
331f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
332f9a78287SJerome Forissier 	res = crypto_hash_update(ctx, x2y2, 32);
333f9a78287SJerome Forissier 	if (res)
334f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
335f9a78287SJerome Forissier 	res = crypto_hash_update(ctx, dst, out_len);
336f9a78287SJerome Forissier 	if (res)
337f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
338f9a78287SJerome Forissier 	if (out_len < C2_len) {
339f9a78287SJerome Forissier 		res = crypto_hash_update(ctx, eom, C2_len - out_len);
340f9a78287SJerome Forissier 		if (res)
341f9a78287SJerome Forissier 			goto out;
342f9a78287SJerome Forissier 	}
343f9a78287SJerome Forissier 	res = crypto_hash_update(ctx, x2y2 + 32, 32);
344f9a78287SJerome Forissier 	if (res)
345f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
346f9a78287SJerome Forissier 	res = crypto_hash_final(ctx, u, sizeof(u));
347f9a78287SJerome Forissier 	if (res)
348f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
349f9a78287SJerome Forissier 
350f9a78287SJerome Forissier 	if (consttime_memcmp(u, src + C1_len + C2_len, TEE_SM3_HASH_SIZE)) {
351f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_CIPHERTEXT_INVALID;
352f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
353f9a78287SJerome Forissier 	}
354f9a78287SJerome Forissier out:
355f9a78287SJerome Forissier 	free(eom);
356f9a78287SJerome Forissier 	free(t);
357f9a78287SJerome Forissier 	crypto_hash_free_ctx(ctx);
358f9a78287SJerome Forissier 	ltc_ecc_del_point(x2y2p);
359f9a78287SJerome Forissier 	ltc_ecc_del_point(S);
360f9a78287SJerome Forissier 	ltc_ecc_del_point(C1);
361f9a78287SJerome Forissier 	mp_clear_multi(h, NULL);
362f9a78287SJerome Forissier 	return res;
363f9a78287SJerome Forissier }
364f9a78287SJerome Forissier 
365f9a78287SJerome Forissier /*
366f9a78287SJerome Forissier  * GM/T 0003.1‒2012 Part 1 Section 4.2.8
367f9a78287SJerome Forissier  * Conversion of point @p to a byte string @buf (uncompressed form).
368f9a78287SJerome Forissier  */
369f9a78287SJerome Forissier static TEE_Result sm2_point_to_bytes(uint8_t *buf, size_t *size,
370f9a78287SJerome Forissier 				     const ecc_point *p)
371f9a78287SJerome Forissier {
372f9a78287SJerome Forissier 	size_t xsize = mp_unsigned_bin_size(p->x);
373f9a78287SJerome Forissier 	size_t ysize = mp_unsigned_bin_size(p->y);
374f9a78287SJerome Forissier 
375f9a78287SJerome Forissier 	if (*size < xsize + ysize + 1)
376f9a78287SJerome Forissier 		return TEE_ERROR_BAD_STATE;
377f9a78287SJerome Forissier 
378f9a78287SJerome Forissier 	buf[0] = 0x04;  /* Uncompressed form indicator */
379f9a78287SJerome Forissier 	mp_to_unsigned_bin(p->x, buf + 1);
380f9a78287SJerome Forissier 	mp_to_unsigned_bin(p->y, buf + 1 + xsize);
381f9a78287SJerome Forissier 
382f9a78287SJerome Forissier 	*size = xsize + ysize + 1;
383f9a78287SJerome Forissier 
384f9a78287SJerome Forissier 	return TEE_SUCCESS;
385f9a78287SJerome Forissier }
386f9a78287SJerome Forissier 
387f9a78287SJerome Forissier /*
388f9a78287SJerome Forissier  * GM/T 0003.1‒2012 Part 4 Section 6.1
389f9a78287SJerome Forissier  * Encryption algorithm
390f9a78287SJerome Forissier  */
391f9a78287SJerome Forissier TEE_Result crypto_acipher_sm2_pke_encrypt(struct ecc_public_key *key,
392f9a78287SJerome Forissier 					  const uint8_t *src, size_t src_len,
393f9a78287SJerome Forissier 					  uint8_t *dst, size_t *dst_len)
394f9a78287SJerome Forissier {
395f9a78287SJerome Forissier 	TEE_Result res = TEE_SUCCESS;
396f9a78287SJerome Forissier 	ecc_key ltc_key = { };
397f9a78287SJerome Forissier 	ecc_point *x2y2p = NULL;
398f9a78287SJerome Forissier 	ecc_point *C1 = NULL;
399f9a78287SJerome Forissier 	ecc_point *S = NULL;
400f9a78287SJerome Forissier 	uint8_t x2y2[64] = { };
401f9a78287SJerome Forissier 	uint8_t *t = NULL;
402f9a78287SJerome Forissier 	int ltc_res = 0;
403f9a78287SJerome Forissier 	void *k = NULL;
404f9a78287SJerome Forissier 	void *h = NULL;
405f9a78287SJerome Forissier 	int inf = 0;
406f9a78287SJerome Forissier 	size_t C1_len = 0;
407f9a78287SJerome Forissier 	void *ctx = NULL;
408f9a78287SJerome Forissier 	size_t i = 0;
409f9a78287SJerome Forissier 
410f9a78287SJerome Forissier 	ltc_res = mp_init_multi(&k, &h, NULL);
411f9a78287SJerome Forissier 	if (ltc_res != CRYPT_OK)
412f9a78287SJerome Forissier 		return TEE_ERROR_OUT_OF_MEMORY;
413f9a78287SJerome Forissier 
414f9a78287SJerome Forissier 	res = ecc_populate_ltc_public_key(&ltc_key, key, TEE_ALG_SM2_PKE, NULL);
415f9a78287SJerome Forissier 	if (res)
416f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
417f9a78287SJerome Forissier 
418f9a78287SJerome Forissier 	/* Step A1: generate random number 1 <= k < n */
419f9a78287SJerome Forissier 
420f9a78287SJerome Forissier 	ltc_res = rand_bn_upto(k, ltc_key.dp.order, NULL,
421f9a78287SJerome Forissier 			       find_prng("prng_crypto"));
422f9a78287SJerome Forissier 	if (ltc_res != CRYPT_OK) {
423f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_BAD_STATE;
424f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
425f9a78287SJerome Forissier 	}
426f9a78287SJerome Forissier 
427f9a78287SJerome Forissier 	/* Step A2: compute C1 = [k]G */
428f9a78287SJerome Forissier 
429f9a78287SJerome Forissier 	C1 = ltc_ecc_new_point();
430f9a78287SJerome Forissier 	if (!C1) {
431f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_OUT_OF_MEMORY;
432f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
433f9a78287SJerome Forissier 	}
434f9a78287SJerome Forissier 
435f9a78287SJerome Forissier 	ltc_res = ltc_ecc_mulmod(k, &ltc_key.dp.base, C1, ltc_key.dp.A,
436f9a78287SJerome Forissier 				 ltc_key.dp.prime, 1);
437f9a78287SJerome Forissier 	if (ltc_res != CRYPT_OK) {
438f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_BAD_STATE;
439f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
440f9a78287SJerome Forissier 	}
441f9a78287SJerome Forissier 
442f9a78287SJerome Forissier 	/* Step A3: compute S = [h]PB and check for infinity */
443f9a78287SJerome Forissier 
444f9a78287SJerome Forissier 	if (ltc_key.dp.cofactor != 1) {
445f9a78287SJerome Forissier 		S = ltc_ecc_new_point();
446f9a78287SJerome Forissier 		if (!S) {
447f9a78287SJerome Forissier 			res = TEE_ERROR_OUT_OF_MEMORY;
448f9a78287SJerome Forissier 			goto out;
449f9a78287SJerome Forissier 		}
450f9a78287SJerome Forissier 
451f9a78287SJerome Forissier 		ltc_res = mp_set_int(h, ltc_key.dp.cofactor);
452f9a78287SJerome Forissier 		if (ltc_res != CRYPT_OK) {
453f9a78287SJerome Forissier 			res = TEE_ERROR_BAD_STATE;
454f9a78287SJerome Forissier 			goto out;
455f9a78287SJerome Forissier 		}
456f9a78287SJerome Forissier 
457f9a78287SJerome Forissier 		ltc_res = ltc_ecc_mulmod(h, &ltc_key.pubkey, S, ltc_key.dp.A,
458f9a78287SJerome Forissier 					 ltc_key.dp.prime, 1);
459f9a78287SJerome Forissier 		if (ltc_res != CRYPT_OK) {
460f9a78287SJerome Forissier 			res = TEE_ERROR_BAD_STATE;
461f9a78287SJerome Forissier 			goto out;
462f9a78287SJerome Forissier 		}
463f9a78287SJerome Forissier 
464f9a78287SJerome Forissier 		ltc_res = ltc_ecc_is_point_at_infinity(S, ltc_key.dp.prime,
465f9a78287SJerome Forissier 						       &inf);
466f9a78287SJerome Forissier 	} else {
467f9a78287SJerome Forissier 		ltc_res = ltc_ecc_is_point_at_infinity(&ltc_key.pubkey,
468f9a78287SJerome Forissier 						       ltc_key.dp.prime, &inf);
469f9a78287SJerome Forissier 	}
470*17d4286fSJerome Forissier 	if (ltc_res != CRYPT_OK) {
471*17d4286fSJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_BAD_STATE;
472*17d4286fSJerome Forissier 		goto out;
473*17d4286fSJerome Forissier 	}
474f9a78287SJerome Forissier 	if (inf) {
475f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_BAD_STATE;
476f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
477f9a78287SJerome Forissier 	}
478f9a78287SJerome Forissier 
479f9a78287SJerome Forissier 	/* Step A4: compute (x2, y2) = [k]PB */
480f9a78287SJerome Forissier 
481f9a78287SJerome Forissier 	x2y2p = ltc_ecc_new_point();
482f9a78287SJerome Forissier 	if (!x2y2p) {
483f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_OUT_OF_MEMORY;
484f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
485f9a78287SJerome Forissier 	}
486f9a78287SJerome Forissier 
487f9a78287SJerome Forissier 	ltc_res = ltc_ecc_mulmod(k, &ltc_key.pubkey, x2y2p, ltc_key.dp.A,
488f9a78287SJerome Forissier 				 ltc_key.dp.prime, 1);
489f9a78287SJerome Forissier 	if (ltc_res != CRYPT_OK) {
490f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_BAD_STATE;
491f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
492f9a78287SJerome Forissier 	}
493f9a78287SJerome Forissier 
494f9a78287SJerome Forissier 	if (mp_unsigned_bin_size(x2y2p->x) != 32 ||
495f9a78287SJerome Forissier 	    mp_unsigned_bin_size(x2y2p->y) != 32) {
496f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_BAD_STATE;
497f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
498f9a78287SJerome Forissier 	}
499f9a78287SJerome Forissier 
500f9a78287SJerome Forissier 	mp_to_unsigned_bin(x2y2p->x, x2y2);
501f9a78287SJerome Forissier 	mp_to_unsigned_bin(x2y2p->y, x2y2 + 32);
502f9a78287SJerome Forissier 
503f9a78287SJerome Forissier 	/* Step A5: compute t = KDF(x2 || y2, klen) */
504f9a78287SJerome Forissier 
505f9a78287SJerome Forissier 	t = calloc(1, src_len);
506f9a78287SJerome Forissier 	if (!t) {
507f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_OUT_OF_MEMORY;
508f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
509f9a78287SJerome Forissier 	}
510f9a78287SJerome Forissier 
511f9a78287SJerome Forissier 	res = sm2_kdf(x2y2, sizeof(x2y2), t, src_len);
512f9a78287SJerome Forissier 	if (res)
513f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
514f9a78287SJerome Forissier 
515f9a78287SJerome Forissier 	if (is_zero(t, src_len)) {
516f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_CIPHERTEXT_INVALID;
517f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
518f9a78287SJerome Forissier 	}
519f9a78287SJerome Forissier 
520f9a78287SJerome Forissier 	/*
521f9a78287SJerome Forissier 	 * Steps A6, A7, A8:
522f9a78287SJerome Forissier 	 * Compute C2 = M (+) t
523f9a78287SJerome Forissier 	 * Compute C3 = Hash(x2 || M || y2)
524f9a78287SJerome Forissier 	 * Output C = C1 || C2 || C3
525f9a78287SJerome Forissier 	 */
526f9a78287SJerome Forissier 
527f9a78287SJerome Forissier 	/* C1 */
528f9a78287SJerome Forissier 	C1_len = *dst_len;
529f9a78287SJerome Forissier 	res = sm2_point_to_bytes(dst, &C1_len, C1);
530f9a78287SJerome Forissier 	if (res)
531f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
532f9a78287SJerome Forissier 
533f9a78287SJerome Forissier 	if (*dst_len < C1_len + src_len + TEE_SM3_HASH_SIZE) {
534f9a78287SJerome Forissier 		*dst_len = C1_len + src_len + TEE_SM3_HASH_SIZE;
535f9a78287SJerome Forissier 		res = TEE_ERROR_SHORT_BUFFER;
536f9a78287SJerome Forissier 		goto out;
537f9a78287SJerome Forissier 	}
538f9a78287SJerome Forissier 
539f9a78287SJerome Forissier 	/* C2 */
540f9a78287SJerome Forissier 	for (i = 0; i < src_len; i++)
541f9a78287SJerome Forissier 		dst[i + C1_len] = src[i] ^ t[i];
542f9a78287SJerome Forissier 
543f9a78287SJerome Forissier 	/* C3 */
544f9a78287SJerome Forissier         res = crypto_hash_alloc_ctx(&ctx, TEE_ALG_SM3);
545f9a78287SJerome Forissier         if (res)
546f9a78287SJerome Forissier                 goto out;
547f9a78287SJerome Forissier         res = crypto_hash_init(ctx);
548f9a78287SJerome Forissier         if (res)
549f9a78287SJerome Forissier                 goto out;
550f9a78287SJerome Forissier         res = crypto_hash_update(ctx, x2y2, 32);
551f9a78287SJerome Forissier         if (res)
552f9a78287SJerome Forissier                 goto out;
553f9a78287SJerome Forissier         res = crypto_hash_update(ctx, src, src_len);
554f9a78287SJerome Forissier         if (res)
555f9a78287SJerome Forissier                 goto out;
556f9a78287SJerome Forissier         res = crypto_hash_update(ctx, x2y2 + 32, 32);
557f9a78287SJerome Forissier         if (res)
558f9a78287SJerome Forissier                 goto out;
559f9a78287SJerome Forissier         res = crypto_hash_final(ctx, dst + C1_len + src_len, TEE_SM3_HASH_SIZE);
560f9a78287SJerome Forissier         if (res)
561f9a78287SJerome Forissier                 goto out;
562f9a78287SJerome Forissier 
563f9a78287SJerome Forissier 	*dst_len = C1_len + src_len + TEE_SM3_HASH_SIZE;
564f9a78287SJerome Forissier out:
565f9a78287SJerome Forissier 	crypto_hash_free_ctx(ctx);
566f9a78287SJerome Forissier 	free(t);
567f9a78287SJerome Forissier 	ltc_ecc_del_point(x2y2p);
568f9a78287SJerome Forissier 	ltc_ecc_del_point(S);
569f9a78287SJerome Forissier 	ltc_ecc_del_point(C1);
570f9a78287SJerome Forissier 	mp_clear_multi(k, h, NULL);
571f9a78287SJerome Forissier 	return res;
572f9a78287SJerome Forissier }
573