remove PC/SC tools
[gnuk/gnuk.git] / src / gnuk.h
1 /*
2  * Application layer <-> CCID layer data structure
3  */
4 struct apdu {
5   uint8_t seq;
6
7   /* command APDU */
8   uint8_t *cmd_apdu_head;       /* CLS INS P1 P2 [ internal Lc ] */
9   uint8_t *cmd_apdu_data;
10   uint16_t cmd_apdu_data_len;   /* Nc, calculated by Lc field */
11   uint16_t expected_res_size;   /* Ne, calculated by Le field */
12
13   /* response APDU */
14   uint16_t sw;
15   uint8_t *res_apdu_data;
16   uint16_t res_apdu_data_len;
17 };
18
19 extern struct apdu apdu;
20
21 #define CARD_CHANGE_INSERT 0
22 #define CARD_CHANGE_REMOVE 1
23 #define CARD_CHANGE_TOGGLE 2
24 void ccid_card_change_signal (int how);
25
26 /* CCID thread */
27 #define EV_RX_DATA_READY (1) /* USB Rx data available  */
28 #define EV_EXEC_FINISHED (2) /* OpenPGP Execution finished */
29 #define EV_TX_FINISHED   (4) /* CCID Tx finished  */
30 #define EV_CARD_CHANGE   (8)
31
32 /* OpenPGPcard thread */
33 #define EV_PINPAD_INPUT_DONE    (1)
34 #define EV_EXIT                 (2)
35 #define EV_CMD_AVAILABLE        (4)
36 #define EV_VERIFY_CMD_AVAILABLE (8)
37 #define EV_MODIFY_CMD_AVAILABLE (16)
38
39 /* Maximum cmd apdu data is key import 24+4+256+256 (proc_key_import) */
40 #define MAX_CMD_APDU_DATA_SIZE (24+4+256+256) /* without header */
41 /* Maximum res apdu data is public key 5+9+512 (gpg_do_public_key) */
42 #define MAX_RES_APDU_DATA_SIZE (5+9+512) /* without trailer */
43
44 #define ICC_MSG_HEADER_SIZE     10
45
46 #define res_APDU apdu.res_apdu_data
47 #define res_APDU_size apdu.res_apdu_data_len
48
49 /* USB buffer size of LL (Low-level): size of single Bulk transaction */
50 #define USB_LL_BUF_SIZE 64
51
52 enum icc_state {
53   ICC_STATE_NOCARD,             /* No card available */
54   ICC_STATE_START,              /* Initial */
55   ICC_STATE_WAIT,               /* Waiting APDU */
56                                 /* Busy1, Busy2, Busy3, Busy5 */
57   ICC_STATE_EXECUTE,            /* Busy4 */
58   ICC_STATE_RECEIVE,            /* APDU Received Partially */
59   ICC_STATE_SEND,               /* APDU Sent Partially */
60
61   ICC_STATE_EXITED,             /* ICC Thread Terminated */
62   ICC_STATE_EXEC_REQUESTED,     /* Exec requested */
63 };
64
65 #define CCID_CARD_INIT CARD_CHANGE_INSERT
66
67 extern enum icc_state *icc_state_p;
68
69 extern volatile uint8_t auth_status;
70 #define AC_NONE_AUTHORIZED      0x00
71 #define AC_PSO_CDS_AUTHORIZED   0x01  /* PW1 with 0x81 verified */
72 #define AC_OTHER_AUTHORIZED     0x02  /* PW1 with 0x82 verified */
73 #define AC_ADMIN_AUTHORIZED     0x04  /* PW3 verified */
74 #define AC_NEVER                0x80
75 #define AC_ALWAYS               0xFF
76
77 #define PW_ERR_PW1 0
78 #define PW_ERR_RC  1
79 #define PW_ERR_PW3 2
80 int gpg_pw_get_retry_counter (int who);
81 int gpg_pw_locked (uint8_t which);
82 void gpg_pw_reset_err_counter (uint8_t which);
83 void gpg_pw_increment_err_counter (uint8_t which);
84
85 int ac_check_status (uint8_t ac_flag);
86 int verify_pso_cds (const uint8_t *pw, int pw_len);
87 int verify_other (const uint8_t *pw, int pw_len);
88 int verify_user_0 (uint8_t access, const uint8_t *pw, int buf_len,
89                    int pw_len_known, const uint8_t *ks_pw1, int saveks);
90 int verify_admin (const uint8_t *pw, int pw_len);
91 int verify_admin_0 (const uint8_t *pw, int buf_len, int pw_len_known,
92                     const uint8_t *ks_pw3, int saveks);
93
94 void ac_reset_pso_cds (void);
95 void ac_reset_other (void);
96 void ac_reset_admin (void);
97 void ac_fini (void);
98
99
100 void set_res_sw (uint8_t sw1, uint8_t sw2);
101 extern uint16_t data_objects_number_of_bytes;
102
103 #define CHALLENGE_LEN   32
104
105 void gpg_data_scan (const uint8_t *p);
106 void gpg_data_copy (const uint8_t *p);
107 void gpg_do_get_data (uint16_t tag, int with_tag);
108 void gpg_do_put_data (uint16_t tag, const uint8_t *data, int len);
109 void gpg_do_public_key (uint8_t kk_byte);
110 void gpg_do_keygen (uint8_t kk_byte);
111
112 const uint8_t *gpg_get_firmware_update_key (uint8_t keyno);
113
114 /* Constants: algo+size */
115 #define ALGO_RSA4K      0
116 #define ALGO_NISTP256R1 1
117 #define ALGO_SECP256K1  2
118 #define ALGO_ED25519    3
119 #define ALGO_CURVE25519 4
120 #define ALGO_RSA2K      255
121
122 enum kind_of_key {
123   GPG_KEY_FOR_SIGNING = 0,
124   GPG_KEY_FOR_DECRYPTION,
125   GPG_KEY_FOR_AUTHENTICATION,
126 };
127
128 enum size_of_key {
129   GPG_KEY_STORAGE = 0,          /* PUBKEY + PRVKEY rounded to 2^N */
130   GPG_KEY_PUBLIC,
131   GPG_KEY_PRIVATE,
132 };
133
134 int gpg_get_algo_attr (enum kind_of_key kk);
135 int gpg_get_algo_attr_key_size (enum kind_of_key kk, enum size_of_key s);
136
137 const uint8_t *flash_init (void);
138 void flash_init_keys (void);
139 void flash_do_release (const uint8_t *);
140 const uint8_t *flash_do_write (uint8_t nr, const uint8_t *data, int len);
141 uint8_t *flash_key_alloc (enum kind_of_key);
142 void flash_key_release (uint8_t *, int);
143 void flash_key_release_page (enum kind_of_key);
144 int flash_key_write (uint8_t *key_addr,
145                      const uint8_t *key_data, int key_data_len,
146                      const uint8_t *pubkey, int pubkey_len);
147 void flash_set_data_pool_last (const uint8_t *p);
148 void flash_clear_halfword (uint32_t addr);
149 void flash_increment_counter (uint8_t counter_tag_nr);
150 void flash_reset_counter (uint8_t counter_tag_nr);
151
152 #define FILEID_SERIAL_NO        0
153 #define FILEID_UPDATE_KEY_0     1
154 #define FILEID_UPDATE_KEY_1     2
155 #define FILEID_UPDATE_KEY_2     3
156 #define FILEID_UPDATE_KEY_3     4
157 #define FILEID_CH_CERTIFICATE   5
158 int flash_erase_binary (uint8_t file_id);
159 int flash_write_binary (uint8_t file_id, const uint8_t *data,
160                         uint16_t len, uint16_t offset);
161
162 #define FLASH_CH_CERTIFICATE_SIZE 2048
163
164 /* Linker set these two symbols */
165 extern uint8_t ch_certificate_start;
166
167 #define FIRMWARE_UPDATE_KEY_CONTENT_LEN 256     /* RSA-2048 (p and q) */
168
169 #define INITIAL_VECTOR_SIZE 16
170 #define DATA_ENCRYPTION_KEY_SIZE 16
171
172 #define MAX_PRVKEY_LEN 512      /* Maximum is the case for RSA 4096-bit.  */
173
174 struct key_data {
175   const uint8_t *pubkey;        /* Pointer to public key */
176   uint8_t data[MAX_PRVKEY_LEN]; /* decrypted private key data content */
177 };
178
179 struct prvkey_data {
180   /*
181    * IV: Initial Vector
182    */
183   uint8_t iv[INITIAL_VECTOR_SIZE];
184   /*
185    * Checksum
186    */
187   uint8_t checksum_encrypted[DATA_ENCRYPTION_KEY_SIZE];
188   /*
189    * DEK (Data Encryption Key) encrypted
190    */
191   uint8_t dek_encrypted_1[DATA_ENCRYPTION_KEY_SIZE]; /* For user */
192   uint8_t dek_encrypted_2[DATA_ENCRYPTION_KEY_SIZE]; /* For resetcode */
193   uint8_t dek_encrypted_3[DATA_ENCRYPTION_KEY_SIZE]; /* For admin */
194 };
195
196 #define BY_USER         1
197 #define BY_RESETCODE    2
198 #define BY_ADMIN        3
199
200 /*
201  * Maximum length of pass phrase is 127.
202  * We use the top bit (0x80) to encode if keystring is available within DO.
203  */
204 #define PW_LEN_MAX            127
205 #define PW_LEN_MASK          0x7f
206 #define PW_LEN_KEYSTRING_BIT 0x80
207
208 #define SALT_SIZE 8
209
210 void s2k (const unsigned char *salt, size_t slen,
211           const unsigned char *input, size_t ilen, unsigned char output[32]);
212
213 #define KEYSTRING_PASSLEN_SIZE  1
214 #define KEYSTRING_SALT_SIZE     SALT_SIZE
215 #define KEYSTRING_MD_SIZE       32
216 #define KEYSTRING_SIZE        (KEYSTRING_PASSLEN_SIZE + KEYSTRING_SALT_SIZE \
217                                + KEYSTRING_MD_SIZE)
218 #define KS_META_SIZE          (KEYSTRING_PASSLEN_SIZE + KEYSTRING_SALT_SIZE)
219 #define KS_GET_SALT(ks)       (ks + KEYSTRING_PASSLEN_SIZE)
220 #define KS_GET_KEYSTRING(ks)  (ks + KS_META_SIZE)
221
222 void gpg_do_clear_prvkey (enum kind_of_key kk);
223 int gpg_do_load_prvkey (enum kind_of_key kk, int who, const uint8_t *keystring);
224 int gpg_do_chks_prvkey (enum kind_of_key kk,
225                         int who_old, const uint8_t *old_ks,
226                         int who_new, const uint8_t *new_ks);
227
228 int gpg_change_keystring (int who_old, const uint8_t *old_ks,
229                           int who_new, const uint8_t *new_ks);
230
231 extern struct key_data kd[3];
232
233 #ifdef DEBUG
234 #define DEBUG_MORE 1
235 /*
236  * Debug functions in debug.c
237  */
238 void put_byte (uint8_t b);
239 void put_byte_with_no_nl (uint8_t b);
240 void put_short (uint16_t x);
241 void put_word (uint32_t x);
242 void put_int (uint32_t x);
243 void put_string (const char *s);
244 void put_binary (const char *s, int len);
245
246 #define DEBUG_INFO(msg)     put_string (msg)
247 #define DEBUG_WORD(w)       put_word (w)
248 #define DEBUG_SHORT(h)      put_short (h)
249 #define DEBUG_BYTE(b)       put_byte (b)
250 #define DEBUG_BINARY(s,len) put_binary ((const char *)s,len)
251 #else
252 #define DEBUG_INFO(msg)
253 #define DEBUG_WORD(w)
254 #define DEBUG_SHORT(h)
255 #define DEBUG_BYTE(b)
256 #define DEBUG_BINARY(s,len)
257 #endif
258
259 int rsa_sign (const uint8_t *, uint8_t *, int, struct key_data *, int);
260 uint8_t *modulus_calc (const uint8_t *, int);
261 int rsa_decrypt (const uint8_t *, uint8_t *, int, struct key_data *,
262                  unsigned int *);
263 int rsa_verify (const uint8_t *, int, const uint8_t *, const uint8_t *);
264 uint8_t *rsa_genkey (int);
265
266 int ecdsa_sign_p256r1 (const uint8_t *hash, uint8_t *output,
267                        const uint8_t *key_data);
268 uint8_t *ecc_compute_public_p256r1 (const uint8_t *key_data);
269 int ecc_check_secret_p256r1 (const uint8_t *d0, uint8_t *d1);
270 int ecdh_decrypt_p256r1 (const uint8_t *input, uint8_t *output,
271                          const uint8_t *key_data);
272
273 int ecdsa_sign_p256k1 (const uint8_t *hash, uint8_t *output,
274                        const uint8_t *key_data);
275 uint8_t *ecc_compute_public_p256k1 (const uint8_t *key_data);
276 int ecc_check_secret_p256k1 (const uint8_t *d0, uint8_t  *d1);
277 int ecdh_decrypt_p256k1 (const uint8_t *input, uint8_t *output,
278                          const uint8_t *key_data);
279
280 int eddsa_sign_25519 (const uint8_t *input, size_t ilen, uint32_t *output,
281                       const uint8_t *sk_a, const uint8_t *seed,
282                       const uint8_t *pk);
283 uint8_t *eddsa_compute_public_25519 (const uint8_t *a);
284 uint8_t *ecdh_compute_public_25519 (const uint8_t *a);
285 int ecdh_decrypt_curve25519 (const uint8_t *input, uint8_t *output,
286                              const uint8_t *key_data);
287
288 const uint8_t *gpg_do_read_simple (uint8_t);
289 void gpg_do_write_simple (uint8_t, const uint8_t *, int);
290 void gpg_increment_digital_signature_counter (void);
291
292
293 void fatal (uint8_t code) __attribute__ ((noreturn));
294 #define FATAL_FLASH  1
295 #define FATAL_RANDOM 2
296
297 extern uint8_t keystring_md_pw3[KEYSTRING_MD_SIZE];
298 extern uint8_t admin_authorized;
299
300 /*** Flash memory tag values ***/
301 /* Data objects */
302 /*
303  * Representation of data object:
304  *
305  *   <-1 halfword-> <--len/2 halfwords->
306  *   <-tag-><-len-> <---data content--->
307  */
308 #define NR_DO_SEX               0x00
309 #define NR_DO_FP_SIG            0x01
310 #define NR_DO_FP_DEC            0x02
311 #define NR_DO_FP_AUT            0x03
312 #define NR_DO_CAFP_1            0x04
313 #define NR_DO_CAFP_2            0x05
314 #define NR_DO_CAFP_3            0x06
315 #define NR_DO_KGTIME_SIG        0x07
316 #define NR_DO_KGTIME_DEC        0x08
317 #define NR_DO_KGTIME_AUT        0x09
318 #define NR_DO_LOGIN_DATA        0x0a
319 #define NR_DO_URL               0x0b
320 #define NR_DO_NAME              0x0c
321 #define NR_DO_LANGUAGE          0x0d
322 #define NR_DO_PRVKEY_SIG        0x0e
323 #define NR_DO_PRVKEY_DEC        0x0f
324 #define NR_DO_PRVKEY_AUT        0x10
325 #define NR_DO_KEYSTRING_PW1     0x11
326 #define NR_DO_KEYSTRING_RC      0x12
327 #define NR_DO_KEYSTRING_PW3     0x13
328 #define NR_DO__LAST__           20   /* == 0x14 */
329 /* 14-bit counter for DS: Recorded in flash memory by 1-halfword (2-byte).  */
330 /*
331  * Representation of 14-bit counter:
332  *      0: 0x8000
333  *      1: 0x8001
334  *     ...
335  *  16383: 0xbfff
336  */
337 #define NR_COUNTER_DS           0x80 /* ..0xbf */
338 /* 10-bit counter for DS: Recorded in flash memory by 1-halfword (2-byte).  */
339 /*
340  * Representation of 10-bit counter:
341  *      0: 0xc000
342  *      1: 0xc001
343  *     ...
344  *   1023: 0xc3ff
345  */
346 #define NR_COUNTER_DS_LSB       0xc0 /* ..0xc3 */
347 /*
348  * Boolean object, small enum, or 8-bit integer:
349  * Recorded in flash memory by 1-halfword (2-byte)
350  */
351 /*
352  * Representation of Boolean object:
353  *   0: No record in flash memory
354  *   1: 0xf000
355  */
356 #define NR_BOOL_PW1_LIFETIME    0xf0
357 /*
358  * Representation of algorithm attribute object:
359  *   RSA-2048:       No record in flash memory
360  *   RSA-4096:       0xf?00
361  *   ECC p256r1:     0xf?01
362  *   ECC p256k1:     0xf?02
363  *   ECC Ed25519:    0xf?03
364  *   ECC Curve25519: 0xf?04
365  * where <?> == 1 (signature), 2 (decryption) or 3 (authentication)
366  */
367 #define NR_KEY_ALGO_ATTR_SIG    0xf1
368 #define NR_KEY_ALGO_ATTR_DEC    0xf2
369 #define NR_KEY_ALGO_ATTR_AUT    0xf3
370 /*
371  * NR_UINT_SOMETHING could be here...  Use 0xf[456789abcd]
372  */
373 /* 123-counters: Recorded in flash memory by 2-halfword (4-byte).  */
374 /*
375  * Representation of 123-counters:
376  *   0: No record in flash memory
377  *   1: 0xfe?? 0xffff
378  *   2: 0xfe?? 0xc3c3
379  *   3: 0xfe?? 0x0000
380  *                    where <counter_id> is placed at second byte <??>
381  */
382 #define NR_COUNTER_123          0xfe
383 #define NR_EMPTY                0xff
384
385 #define SIZE_PW_STATUS_BYTES 7
386
387
388 #define NUM_ALL_PRV_KEYS 3      /* SIG, DEC and AUT */
389
390 #if !defined(OPENPGP_CARD_INITIAL_PW1)
391 #define OPENPGP_CARD_INITIAL_PW1 "123456"
392 #endif
393
394 #if !defined(OPENPGP_CARD_INITIAL_PW3)
395 #define OPENPGP_CARD_INITIAL_PW3 "12345678"
396 #endif
397
398 extern const uint8_t openpgpcard_aid[14];
399
400 void flash_bool_clear (const uint8_t **addr_p);
401 const uint8_t *flash_bool_write (uint8_t nr);
402 void flash_enum_clear (const uint8_t **addr_p);
403 const uint8_t *flash_enum_write (uint8_t nr, uint8_t v);
404 int flash_cnt123_get_value (const uint8_t *p);
405 void flash_cnt123_increment (uint8_t which, const uint8_t **addr_p);
406 void flash_cnt123_clear (const uint8_t **addr_p);
407 void flash_put_data (uint16_t hw);
408 void flash_warning (const char *msg);
409
410 void flash_put_data_internal (const uint8_t *p, uint16_t hw);
411 void flash_bool_write_internal (const uint8_t *p, int nr);
412 void flash_enum_write_internal (const uint8_t *p, int nr, uint8_t v);
413 void flash_cnt123_write_internal (const uint8_t *p, int which, int v);
414 void flash_do_write_internal (const uint8_t *p, int nr,
415                               const uint8_t *data, int len);
416
417 extern const uint8_t gnuk_string_serial[];
418
419 #define LED_ONESHOT             (1)
420 #define LED_TWOSHOTS            (2)
421 #define LED_SHOW_STATUS         (4)
422 #define LED_START_COMMAND       (8)
423 #define LED_FINISH_COMMAND      (16)
424 #define LED_FATAL               (32)
425 void led_blink (int spec);
426
427 #if defined(PINPAD_SUPPORT)
428 # if defined(PINPAD_CIR_SUPPORT)
429 void cir_init (void);
430 # elif defined(PINPAD_DIAL_SUPPORT)
431 void dial_sw_disable (void);
432 void dial_sw_enable (void);
433 # elif defined(PINPAD_DND_SUPPORT)
434 void msc_init (void);
435 void msc_media_insert_change (int available);
436 int msc_scsi_write (uint32_t lba, const uint8_t *buf, size_t size);
437 int msc_scsi_read (uint32_t lba, const uint8_t **sector_p);
438 void msc_scsi_stop (uint8_t code);
439 # endif
440 #define PIN_INPUT_CURRENT 1
441 #define PIN_INPUT_NEW     2
442 #define PIN_INPUT_CONFIRM 3
443 #define MAX_PIN_CHARS 32
444 extern uint8_t pin_input_buffer[MAX_PIN_CHARS];
445 extern uint8_t pin_input_len;
446
447 int pinpad_getline (int msg_code, uint32_t timeout_usec);
448
449 #endif
450
451 extern uint8_t _regnual_start, __heap_end__[];