src/common/cipher.cpp

   1 /*
   2   This file has been derived from Konversation, the KDE IRC client.
   3   You can redistribute it and/or modify it under the terms of the
   4   GNU General Public License as published by the Free Software Foundation;
   5   either version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   6 */
   7
   8 /*
   9   Copyright (C) 1997 Robey Pointer <robeypointer@gmail.com>
  10   Copyright (C) 2005 Ismail Donmez <ismail@kde.org>
  11   Copyright (C) 2009 Travis McHenry <tmchenryaz@cox.net>
  12   Copyright (C) 2009 Johannes Huber <johu@gmx.de>
  13 */
  14
  15 #include "cipher.h"
  16
  17
  18 Cipher::Cipher()
  19 {
  20   m_primeNum = QCA::BigInteger("12745216229761186769575009943944198619149164746831579719941140425076456621824834322853258804883232842877311723249782818608677050956745409379781245497526069657222703636504651898833151008222772087491045206203033063108075098874712912417029101508315117935752962862335062591404043092163187352352197487303798807791605274487594646923");
  21   setType("blowfish");
  22 }
  23
  24 Cipher::Cipher(QByteArray key, QString cipherType)
  25 {
  26   m_primeNum = QCA::BigInteger("12745216229761186769575009943944198619149164746831579719941140425076456621824834322853258804883232842877311723249782818608677050956745409379781245497526069657222703636504651898833151008222772087491045206203033063108075098874712912417029101508315117935752962862335062591404043092163187352352197487303798807791605274487594646923");
  27   setKey(key);
  28   setType(cipherType);
  29 }
  30
  31 Cipher::~Cipher()
  32 {}
  33
  34 bool Cipher::setKey(QByteArray key)
  35 {
  36   if(key.isEmpty())
  37     return false;
  38
  39   if(key.mid(0,4).toLower() == "ecb:")
  40   {
  41     m_cbc = false;
  42     m_key = key.mid(4);
  43   }
  44   //strip cbc: if included
  45   else if(key.mid(0,4).toLower() == "cbc:")
  46   {
  47     m_cbc = true;
  48     m_key = key.mid(4);
  49   }
  50   else
  51   {
  52 //    if(Preferences::self()->encryptionType())
  53 //      m_cbc = true;
  54 //    else
  55     m_cbc = false;
  56     m_key = key;
  57   }
  58   return true;
  59 }
  60
  61 bool Cipher::setType(const QString &type)
  62 {
  63   //TODO check QCA::isSupported()
  64   m_type = type;
  65   return true;
  66 }
  67
  68 QByteArray Cipher::decrypt(QByteArray cipherText)
  69 {
  70   QByteArray pfx = "";
  71   bool error = false; // used to flag non cbc, seems like good practice not to parse w/o regard for set encryption type
  72
  73   //if we get cbc
  74   if(cipherText.mid(0,5) == "+OK *")
  75   {
  76     //if we have cbc
  77     if(m_cbc)
  78       cipherText = cipherText.mid(5);
  79     //if we don't
  80     else
  81     {
  82       cipherText = cipherText.mid(5);
  83       pfx = "ERROR_NONECB: ";
  84       error = true;
  85     }
  86   }
  87   //if we get ecb
  88   else if(cipherText.mid(0,4) == "+OK " || cipherText.mid(0,5) == "mcps ")
  89   {
  90     //if we had cbc
  91     if(m_cbc)
  92     {
  93       cipherText = (cipherText.mid(0,4) == "+OK ") ? cipherText.mid(4) : cipherText.mid(5);
  94       pfx = "ERROR_NONCBC: ";
  95       error = true;
  96     }
  97     //if we don't
  98     else
  99     {
 100       if(cipherText.mid(0,4) == "+OK ")
 101         cipherText = cipherText.mid(4);
 102       else
 103         cipherText = cipherText.mid(5);
 104     }
 105   }
 106   //all other cases we fail
 107   else
 108     return cipherText;
 109
 110   QByteArray temp;
 111   // (if cbc and no error we parse cbc) || (if ecb and error we parse cbc)
 112   if((m_cbc && !error) || (!m_cbc && error))
 113   {
 114     cipherText = cipherText;
 115     temp = blowfishCBC(cipherText, false);
 116
 117     if(temp == cipherText)
 118     {
 119       // kDebug("Decryption from CBC Failed");
 120       return cipherText+' '+'\n';
 121     }
 122     else
 123       cipherText = temp;
 124   }
 125   else
 126   {
 127     temp = blowfishECB(cipherText, false);
 128
 129     if(temp == cipherText)
 130     {
 131       // kDebug("Decryption from ECB Failed");
 132       return cipherText+' '+'\n';
 133     }
 134     else
 135       cipherText = temp;
 136   }
 137   // TODO FIXME the proper fix for this is to show encryption differently e.g. [nick] instead of <nick>
 138   // don't hate me for the mircryption reference there.
 139   if (cipherText.at(0) == 1)
 140     pfx = "\x0";
 141   cipherText = pfx+cipherText+' '+'\n'; // FIXME(??) why is there an added space here?
 142   return cipherText;
 143 }
 144
 145 QByteArray Cipher::initKeyExchange()
 146 {
 147   QCA::Initializer init;
 148   m_tempKey = QCA::KeyGenerator().createDH(QCA::DLGroup(m_primeNum, QCA::BigInteger(2))).toDH();
 149
 150   if(m_tempKey.isNull())
 151     return QByteArray();
 152
 153   QByteArray publicKey = m_tempKey.toPublicKey().toDH().y().toArray().toByteArray();
 154
 155   //remove leading 0
 156   if(publicKey.length() > 135 && publicKey.at(0) == '\0')
 157     publicKey = publicKey.mid(1);
 158
 159   return publicKey.toBase64().append('A');
 160 }
 161
 162 QByteArray Cipher::parseInitKeyX(QByteArray key)
 163 {
 164   QCA::Initializer init;
 165
 166   if(key.length() != 181)
 167     return QByteArray();
 168
 169   QCA::SecureArray remoteKey = QByteArray::fromBase64(key.left(180));
 170   QCA::DLGroup group(m_primeNum, QCA::BigInteger(2));
 171   QCA::DHPrivateKey privateKey = QCA::KeyGenerator().createDH(group).toDH();
 172
 173   if(privateKey.isNull())
 174     return QByteArray();
 175
 176   QByteArray publicKey = privateKey.y().toArray().toByteArray();
 177
 178   //remove leading 0
 179   if(publicKey.length() > 135 && publicKey.at(0) == '\0')
 180     publicKey = publicKey.mid(1);
 181
 182   QCA::DHPublicKey remotePub(group, remoteKey);
 183
 184   if(remotePub.isNull())
 185     return QByteArray();
 186
 187   QByteArray sharedKey = privateKey.deriveKey(remotePub).toByteArray();
 188   sharedKey = QCA::Hash("sha256").hash(sharedKey).toByteArray().toBase64();
 189
 190   //remove trailing = because mircryption and fish think it's a swell idea.
 191   while(sharedKey.endsWith('=')) sharedKey.chop(1);
 192
 193   bool success = setKey(sharedKey);
 194
 195   if(!success)
 196     return QByteArray();
 197
 198   return publicKey.toBase64().append('A');
 199 }
 200
 201 bool Cipher::parseFinishKeyX(QByteArray key)
 202 {
 203   QCA::Initializer init;
 204
 205   if(key.length() != 181)
 206     return false;
 207
 208   QCA::SecureArray remoteKey = QByteArray::fromBase64(key.left(180));
 209   QCA::DLGroup group(m_primeNum, QCA::BigInteger(2));
 210
 211   QCA::DHPublicKey remotePub(group, remoteKey);
 212
 213   if(remotePub.isNull())
 214     return false;
 215
 216   if(m_tempKey.isNull())
 217     return false;
 218
 219   QByteArray sharedKey = m_tempKey.deriveKey(remotePub).toByteArray();
 220   sharedKey = QCA::Hash("sha256").hash(sharedKey).toByteArray().toBase64();
 221
 222   //remove trailng = because mircryption and fish think it's a swell idea.
 223   while(sharedKey.endsWith('=')) sharedKey.chop(1);
 224
 225   bool success = setKey(sharedKey);
 226
 227   return success;
 228 }
 229
 230 QByteArray Cipher::decryptTopic(QByteArray cipherText)
 231 {
 232   if(cipherText.mid(0,4) == "+OK ")// FiSH style topic
 233     cipherText = cipherText.mid(4);
 234   else if(cipherText.left(5) == "«m«")
 235     cipherText = cipherText.mid(5,cipherText.length()-10);
 236   else
 237     return cipherText;
 238
 239   QByteArray temp;
 240   //TODO currently no backwards sanity checks for topic, it seems to use different standards
 241   //if somebody figures them out they can enable it and add "ERROR_NONECB/CBC" warnings
 242   if(m_cbc)
 243     temp = blowfishCBC(cipherText.mid(1), false);
 244   else
 245     temp = blowfishECB(cipherText, false);
 246
 247   if(temp == cipherText)
 248   {
 249     return cipherText;
 250   }
 251   else
 252     cipherText = temp;
 253
 254   if(cipherText.mid(0,2) == "@@")
 255     cipherText = cipherText.mid(2);
 256
 257   return cipherText;
 258 }
 259
 260 bool Cipher::encrypt(QByteArray& cipherText)
 261 {
 262   if (cipherText.left(3) == "+p ") //don't encode if...?
 263     cipherText = cipherText.mid(3);
 264   else
 265   {
 266     if(m_cbc) //encode in ecb or cbc decide how to determine later
 267     {
 268       QByteArray temp = blowfishCBC(cipherText, true);
 269
 270       if(temp == cipherText)
 271       {
 272         // kDebug("CBC Encoding Failed");
 273         return false;
 274       }
 275
 276       cipherText = "+OK *" + temp;
 277     }
 278     else
 279     {
 280       QByteArray temp = blowfishECB(cipherText, true);
 281
 282       if(temp == cipherText)
 283       {
 284         // kDebug("ECB Encoding Failed");
 285         return false;
 286       }
 287
 288       cipherText = "+OK " + temp;
 289      }
 290   }
 291   return true;
 292 }
 293
 294 //THE BELOW WORKS AKA DO NOT TOUCH UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING
 295 QByteArray Cipher::blowfishCBC(QByteArray cipherText, bool direction)
 296 {
 297   QCA::Initializer init;
 298   QByteArray temp = cipherText;
 299   if(direction)
 300   {
 301     // make sure cipherText is an interval of 8 bits. We do this before so that we
 302     // know there's at least 8 bytes to en/decryption this ensures QCA doesn't fail
 303     while((temp.length() % 8) != 0) temp.append('\0');
 304
 305     QCA::InitializationVector iv(8);
 306     temp.prepend(iv.toByteArray()); // prefix with 8bits of IV for mircryptions *CUSTOM* cbc implementation
 307   }
 308   else
 309   {
 310     temp = QByteArray::fromBase64(temp);
 311     //supposedly nescessary if we get a truncated message also allows for decryption of 'crazy'
 312     //en/decoding clients that use STANDARDIZED PADDING TECHNIQUES
 313     while((temp.length() % 8) != 0) temp.append('\0');
 314   }
 315
 316   QCA::Direction dir = (direction) ? QCA::Encode : QCA::Decode;
 317   QCA::Cipher cipher(m_type, QCA::Cipher::CBC, QCA::Cipher::NoPadding, dir, m_key, QCA::InitializationVector(QByteArray("0")));
 318   QByteArray temp2 = cipher.update(QCA::MemoryRegion(temp)).toByteArray();
 319   temp2 += cipher.final().toByteArray();
 320
 321   if(!cipher.ok())
 322     return cipherText;
 323
 324   if(direction) //send in base64
 325     temp2 = temp2.toBase64();
 326   else //cut off the 8bits of IV
 327     temp2 = temp2.remove(0,8);
 328
 329   return temp2;
 330 }
 331
 332 QByteArray Cipher::blowfishECB(QByteArray cipherText, bool direction)
 333 {
 334   QCA::Initializer init;
 335   QByteArray temp = cipherText;
 336
 337   //do padding ourselves
 338   if(direction)
 339   {
 340     while((temp.length() % 8) != 0) temp.append('\0');
 341   }
 342   else
 343   {
 344     temp = b64ToByte(temp);
 345     while((temp.length() % 8) != 0) temp.append('\0');
 346   }
 347
 348   QCA::Direction dir = (direction) ? QCA::Encode : QCA::Decode;
 349   QCA::Cipher cipher(m_type, QCA::Cipher::ECB, QCA::Cipher::NoPadding, dir, m_key);
 350   QByteArray temp2 = cipher.update(QCA::MemoryRegion(temp)).toByteArray();
 351   temp2 += cipher.final().toByteArray();
 352
 353   if(!cipher.ok())
 354     return cipherText;
 355
 356   if(direction)
 357     temp2 = byteToB64(temp2);
 358
 359   return temp2;
 360 }
 361
 362 //Custom non RFC 2045 compliant Base64 enc/dec code for mircryption / FiSH compatibility
 363 QByteArray Cipher::byteToB64(QByteArray text)
 364 {
 365   int left = 0;
 366   int right = 0;
 367   int k = -1;
 368   int v;
 369   QString base64 = "./0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
 370   QByteArray encoded;
 371   while (k < (text.length() - 1)) {
 372     k++;
 373     v=text.at(k); if (v<0) v+=256;
 374     left = v << 24;
 375     k++;
 376     v=text.at(k); if (v<0) v+=256;
 377     left += v << 16;
 378     k++;
 379     v=text.at(k); if (v<0) v+=256;
 380     left += v << 8;
 381     k++;
 382     v=text.at(k); if (v<0) v+=256;
 383     left += v;
 384
 385     k++;
 386     v=text.at(k); if (v<0) v+=256;
 387     right = v << 24;
 388     k++;
 389     v=text.at(k); if (v<0) v+=256;
 390     right += v << 16;
 391     k++;
 392     v=text.at(k); if (v<0) v+=256;
 393     right += v << 8;
 394     k++;
 395     v=text.at(k); if (v<0) v+=256;
 396     right += v;
 397
 398     for (int i = 0; i < 6; i++) {
 399       encoded.append(base64.at(right & 0x3F).toAscii());
 400       right = right >> 6;
 401     }
 402
 403     //TODO make sure the .toascii doesn't break anything
 404     for (int i = 0; i < 6; i++) {
 405       encoded.append(base64.at(left & 0x3F).toAscii());
 406       left = left >> 6;
 407     }
 408   }
 409   return encoded;
 410 }
 411
 412 QByteArray Cipher::b64ToByte(QByteArray text)
 413 {
 414   QString base64 = "./0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
 415   QByteArray decoded;
 416   int k = -1;
 417   while (k < (text.length() - 1)) {
 418     int right = 0;
 419     int left = 0;
 420     int v = 0;
 421     int w = 0;
 422     int z = 0;
 423
 424     for (int i = 0; i < 6; i++) {
 425       k++;
 426       v = base64.indexOf(text.at(k));
 427       right |= v << (i * 6);
 428     }
 429
 430     for (int i = 0; i < 6; i++) {
 431       k++;
 432       v = base64.indexOf(text.at(k));
 433       left |= v << (i * 6);
 434     }
 435
 436     for (int i = 0; i < 4; i++) {
 437       w = ((left & (0xFF << ((3 - i) * 8))));
 438       z = w >> ((3 - i) * 8);
 439       if(z < 0) {z = z + 256;}
 440       decoded.append(z);
 441     }
 442
 443     for (int i = 0; i < 4; i++) {
 444       w = ((right & (0xFF << ((3 - i) * 8))));
 445       z = w >> ((3 - i) * 8);
 446       if(z < 0) {z = z + 256;}
 447       decoded.append(z);
 448     }
 449   }
 450   return decoded;
 451 }