git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavformat/crypto.c

   1 /*
   2  * Decryption protocol handler
   3  * Copyright (c) 2011 Martin Storsjo
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "avformat.h"
  23 #include "libavutil/aes.h"
  24 #include "libavutil/avstring.h"
  25 #include "libavutil/opt.h"
  26 #include "internal.h"
  27 #include "url.h"
  28
  29 // encourage reads of 4096 bytes - 1 block is always retained.
  30 #define MAX_BUFFER_BLOCKS 257
  31 #define BLOCKSIZE 16
  32
  33 typedef struct CryptoContext {
  34     const AVClass *class;
  35     URLContext *hd;
  36     uint8_t inbuffer [BLOCKSIZE*MAX_BUFFER_BLOCKS],
  37             outbuffer[BLOCKSIZE*MAX_BUFFER_BLOCKS];
  38     uint8_t *outptr;
  39     int indata, indata_used, outdata;
  40     int64_t position;  // position in file - used in seek
  41     int flags;
  42     int eof;
  43     uint8_t *key;
  44     int keylen;
  45     uint8_t *iv;
  46     int ivlen;
  47     uint8_t *decrypt_key;
  48     int decrypt_keylen;
  49     uint8_t *decrypt_iv;
  50     int decrypt_ivlen;
  51     uint8_t *encrypt_key;
  52     int encrypt_keylen;
  53     uint8_t *encrypt_iv;
  54     int encrypt_ivlen;
  55     struct AVAES *aes_decrypt;
  56     struct AVAES *aes_encrypt;
  57     uint8_t *write_buf;
  58     unsigned int write_buf_size;
  59     uint8_t pad[BLOCKSIZE];
  60     int pad_len;
  61 } CryptoContext;
  62
  63 #define OFFSET(x) offsetof(CryptoContext, x)
  64 #define D AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
  65 #define E AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
  66 static const AVOption options[] = {
  67     {"key", "AES encryption/decryption key",                   OFFSET(key),         AV_OPT_TYPE_BINARY, .flags = D|E },
  68     {"iv",  "AES encryption/decryption initialization vector", OFFSET(iv),          AV_OPT_TYPE_BINARY, .flags = D|E },
  69     {"decryption_key", "AES decryption key",                   OFFSET(decrypt_key), AV_OPT_TYPE_BINARY, .flags = D },
  70     {"decryption_iv",  "AES decryption initialization vector", OFFSET(decrypt_iv),  AV_OPT_TYPE_BINARY, .flags = D },
  71     {"encryption_key", "AES encryption key",                   OFFSET(encrypt_key), AV_OPT_TYPE_BINARY, .flags = E },
  72     {"encryption_iv",  "AES encryption initialization vector", OFFSET(encrypt_iv),  AV_OPT_TYPE_BINARY, .flags = E },
  73     { NULL }
  74 };
  75
  76 static const AVClass crypto_class = {
  77     .class_name     = "crypto",
  78     .item_name      = av_default_item_name,
  79     .option         = options,
  80     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
  81 };
  82
  83 static int set_aes_arg(URLContext *h, uint8_t **buf, int *buf_len,
  84                        uint8_t *default_buf, int default_buf_len,
  85                        const char *desc)
  86 {
  87     if (!*buf_len) {
  88         if (!default_buf_len) {
  89             av_log(h, AV_LOG_ERROR, "%s not set\n", desc);
  90             return AVERROR(EINVAL);
  91         } else if (default_buf_len != BLOCKSIZE) {
  92             av_log(h, AV_LOG_ERROR,
  93                    "invalid %s size (%d bytes, block size is %d)\n",
  94                    desc, default_buf_len, BLOCKSIZE);
  95             return AVERROR(EINVAL);
  96         }
  97         *buf = av_memdup(default_buf, default_buf_len);
  98         if (!*buf)
  99             return AVERROR(ENOMEM);
 100         *buf_len = default_buf_len;
 101     } else if (*buf_len != BLOCKSIZE) {
 102         av_log(h, AV_LOG_ERROR,
 103                "invalid %s size (%d bytes, block size is %d)\n",
 104                desc, *buf_len, BLOCKSIZE);
 105         return AVERROR(EINVAL);
 106     }
 107     return 0;
 108 }
 109
 110 static int crypto_open2(URLContext *h, const char *uri, int flags, AVDictionary **options)
 111 {
 112     const char *nested_url;
 113     int ret = 0;
 114     CryptoContext *c = h->priv_data;
 115     c->flags = flags;
 116
 117     if (!av_strstart(uri, "crypto+", &nested_url) &&
 118         !av_strstart(uri, "crypto:", &nested_url)) {
 119         av_log(h, AV_LOG_ERROR, "Unsupported url %s\n", uri);
 120         ret = AVERROR(EINVAL);
 121         goto err;
 122     }
 123
 124     if (flags & AVIO_FLAG_READ) {
 125         if ((ret = set_aes_arg(h, &c->decrypt_key, &c->decrypt_keylen,
 126                                c->key, c->keylen, "decryption key")) < 0)
 127             goto err;
 128         if ((ret = set_aes_arg(h, &c->decrypt_iv, &c->decrypt_ivlen,
 129                                c->iv, c->ivlen, "decryption IV")) < 0)
 130             goto err;
 131     }
 132
 133     if (flags & AVIO_FLAG_WRITE) {
 134         if ((ret = set_aes_arg(h, &c->encrypt_key, &c->encrypt_keylen,
 135                                c->key, c->keylen, "encryption key")) < 0)
 136         if (ret < 0)
 137             goto err;
 138         if ((ret = set_aes_arg(h, &c->encrypt_iv, &c->encrypt_ivlen,
 139                                c->iv, c->ivlen, "encryption IV")) < 0)
 140             goto err;
 141     }
 142
 143     if ((ret = ffurl_open_whitelist(&c->hd, nested_url, flags,
 144                                     &h->interrupt_callback, options,
 145                                     h->protocol_whitelist, h->protocol_blacklist, h)) < 0) {
 146         av_log(h, AV_LOG_ERROR, "Unable to open resource: %s\n", nested_url);
 147         goto err;
 148     }
 149
 150     if (flags & AVIO_FLAG_READ) {
 151         c->aes_decrypt = av_aes_alloc();
 152         if (!c->aes_decrypt) {
 153             ret = AVERROR(ENOMEM);
 154             goto err;
 155         }
 156         ret = av_aes_init(c->aes_decrypt, c->decrypt_key, BLOCKSIZE * 8, 1);
 157         if (ret < 0)
 158             goto err;
 159
 160         // pass back information about the context we openned
 161         if (c->hd->is_streamed)
 162             h->is_streamed = c->hd->is_streamed;
 163     }
 164
 165     if (flags & AVIO_FLAG_WRITE) {
 166         c->aes_encrypt = av_aes_alloc();
 167         if (!c->aes_encrypt) {
 168             ret = AVERROR(ENOMEM);
 169             goto err;
 170         }
 171         ret = av_aes_init(c->aes_encrypt, c->encrypt_key, BLOCKSIZE * 8, 0);
 172         if (ret < 0)
 173             goto err;
 174         // for write, we must be streamed
 175         // - linear write only for crytpo aes-128-cbc
 176         h->is_streamed = 1;
 177     }
 178
 179 err:
 180     return ret;
 181 }
 182
 183 static int crypto_read(URLContext *h, uint8_t *buf, int size)
 184 {
 185     CryptoContext *c = h->priv_data;
 186     int blocks;
 187 retry:
 188     if (c->outdata > 0) {
 189         size = FFMIN(size, c->outdata);
 190         memcpy(buf, c->outptr, size);
 191         c->outptr  += size;
 192         c->outdata -= size;
 193         c->position = c->position + size;
 194         return size;
 195     }
 196     // We avoid using the last block until we've found EOF,
 197     // since we'll remove PKCS7 padding at the end. So make
 198     // sure we've got at least 2 blocks, so we can decrypt
 199     // at least one.
 200     while (c->indata - c->indata_used < 2*BLOCKSIZE) {
 201         int n = ffurl_read(c->hd, c->inbuffer + c->indata,
 202                            sizeof(c->inbuffer) - c->indata);
 203         if (n <= 0) {
 204             c->eof = 1;
 205             break;
 206         }
 207         c->indata += n;
 208     }
 209     blocks = (c->indata - c->indata_used) / BLOCKSIZE;
 210     if (!blocks)
 211         return AVERROR_EOF;
 212     if (!c->eof)
 213         blocks--;
 214     av_aes_crypt(c->aes_decrypt, c->outbuffer, c->inbuffer + c->indata_used,
 215                  blocks, c->decrypt_iv, 1);
 216     c->outdata      = BLOCKSIZE * blocks;
 217     c->outptr       = c->outbuffer;
 218     c->indata_used += BLOCKSIZE * blocks;
 219     if (c->indata_used >= sizeof(c->inbuffer)/2) {
 220         memmove(c->inbuffer, c->inbuffer + c->indata_used,
 221                 c->indata - c->indata_used);
 222         c->indata     -= c->indata_used;
 223         c->indata_used = 0;
 224     }
 225     if (c->eof) {
 226         // Remove PKCS7 padding at the end
 227         int padding = c->outbuffer[c->outdata - 1];
 228         c->outdata -= padding;
 229     }
 230     goto retry;
 231 }
 232
 233 static int64_t crypto_seek(URLContext *h, int64_t pos, int whence)
 234 {
 235     CryptoContext *c = h->priv_data;
 236     int64_t block;
 237     int64_t newpos;
 238
 239     if (c->flags & AVIO_FLAG_WRITE) {
 240         av_log(h, AV_LOG_ERROR,
 241             "Crypto: seek not supported for write\r\n");
 242         /* seems the most appropriate error to return */
 243         return AVERROR(ESPIPE);
 244     }
 245
 246     // reset eof, else we won't read it correctly if we already hit eof.
 247     c->eof = 0;
 248
 249     switch (whence) {
 250     case SEEK_SET:
 251         break;
 252     case SEEK_CUR:
 253         pos = pos + c->position;
 254         break;
 255     case SEEK_END: {
 256         int64_t newpos = ffurl_seek( c->hd, pos, AVSEEK_SIZE );
 257         if (newpos < 0) {
 258             av_log(h, AV_LOG_ERROR,
 259                 "Crypto: seek_end - can't get file size (pos=%lld)\r\n", (long long int)pos);
 260             return newpos;
 261         }
 262         pos = newpos - pos;
 263         }
 264         break;
 265     case AVSEEK_SIZE: {
 266         int64_t newpos = ffurl_seek( c->hd, pos, AVSEEK_SIZE );
 267         return newpos;
 268         }
 269         break;
 270     default:
 271         av_log(h, AV_LOG_ERROR,
 272             "Crypto: no support for seek where 'whence' is %d\r\n", whence);
 273         return AVERROR(EINVAL);
 274     }
 275
 276     c->outdata = 0;
 277     c->indata = 0;
 278     c->indata_used = 0;
 279     c->outptr = c->outbuffer;
 280
 281     // identify the block containing the IV for the
 282     // next block we will decrypt
 283     block = pos/BLOCKSIZE;
 284     if (block == 0) {
 285         // restore the iv to the seed one - this is the iv for the FIRST block
 286         memcpy( c->decrypt_iv, c->iv, c->ivlen );
 287         c->position = 0;
 288     } else {
 289         // else, go back one block - we will get av_cyrpt to read this block
 290         // which it will then store use as the iv.
 291         // note that the DECRYPTED result will not be correct,
 292         // but will be discarded
 293         block--;
 294         c->position = (block * BLOCKSIZE);
 295     }
 296
 297     newpos = ffurl_seek( c->hd, c->position, SEEK_SET );
 298     if (newpos < 0) {
 299         av_log(h, AV_LOG_ERROR,
 300             "Crypto: nested protocol no support for seek or seek failed\n");
 301         return newpos;
 302     }
 303
 304     // read and discard from here up to required position
 305     // (which will set the iv correctly to it).
 306     if (pos - c->position) {
 307         uint8_t buff[BLOCKSIZE*2]; // maximum size of pos-c->position
 308         int len = pos - c->position;
 309         int res;
 310
 311         while (len > 0) {
 312             // note: this may not return all the bytes first time
 313             res = crypto_read(h, buff, len);
 314             if (res < 0)
 315                 break;
 316             len -= res;
 317         }
 318
 319         // if we did not get all the bytes
 320         if (len != 0) {
 321             char errbuf[100] = "unknown error";
 322             av_strerror(res, errbuf, sizeof(errbuf));
 323             av_log(h, AV_LOG_ERROR,
 324                 "Crypto: discard read did not get all the bytes (%d remain) - read returned (%d)-%s\n",
 325                 len, res, errbuf);
 326             return AVERROR(EINVAL);
 327         }
 328     }
 329
 330     return c->position;
 331 }
 332
 333 static int crypto_write(URLContext *h, const unsigned char *buf, int size)
 334 {
 335     CryptoContext *c = h->priv_data;
 336     int total_size, blocks, pad_len, out_size;
 337     int ret = 0;
 338
 339     total_size = size + c->pad_len;
 340     pad_len = total_size % BLOCKSIZE;
 341     out_size = total_size - pad_len;
 342     blocks = out_size / BLOCKSIZE;
 343
 344     if (out_size) {
 345         av_fast_malloc(&c->write_buf, &c->write_buf_size, out_size);
 346
 347         if (!c->write_buf)
 348             return AVERROR(ENOMEM);
 349
 350         if (c->pad_len) {
 351             memcpy(&c->pad[c->pad_len], buf, BLOCKSIZE - c->pad_len);
 352             av_aes_crypt(c->aes_encrypt, c->write_buf, c->pad, 1, c->encrypt_iv, 0);
 353             blocks--;
 354         }
 355
 356         av_aes_crypt(c->aes_encrypt,
 357                      &c->write_buf[c->pad_len ? BLOCKSIZE : 0],
 358                      &buf[c->pad_len ? BLOCKSIZE - c->pad_len : 0],
 359                      blocks, c->encrypt_iv, 0);
 360
 361         ret = ffurl_write(c->hd, c->write_buf, out_size);
 362         if (ret < 0)
 363             return ret;
 364
 365         memcpy(c->pad, &buf[size - pad_len], pad_len);
 366     } else
 367         memcpy(&c->pad[c->pad_len], buf, size);
 368
 369     c->pad_len = pad_len;
 370
 371     return size;
 372 }
 373
 374 static int crypto_close(URLContext *h)
 375 {
 376     CryptoContext *c = h->priv_data;
 377     int ret = 0;
 378
 379     if (c->aes_encrypt) {
 380         uint8_t out_buf[BLOCKSIZE];
 381         int pad = BLOCKSIZE - c->pad_len;
 382
 383         memset(&c->pad[c->pad_len], pad, pad);
 384         av_aes_crypt(c->aes_encrypt, out_buf, c->pad, 1, c->encrypt_iv, 0);
 385         ret = ffurl_write(c->hd, out_buf, BLOCKSIZE);
 386     }
 387
 388     ffurl_closep(&c->hd);
 389     av_freep(&c->aes_decrypt);
 390     av_freep(&c->aes_encrypt);
 391     av_freep(&c->write_buf);
 392     return ret;
 393 }
 394
 395 const URLProtocol ff_crypto_protocol = {
 396     .name            = "crypto",
 397     .url_open2       = crypto_open2,
 398     .url_seek        = crypto_seek,
 399     .url_read        = crypto_read,
 400     .url_write       = crypto_write,
 401     .url_close       = crypto_close,
 402     .priv_data_size  = sizeof(CryptoContext),
 403     .priv_data_class = &crypto_class,
 404     .flags           = URL_PROTOCOL_FLAG_NESTED_SCHEME,
 405 };