src/cadet/gnunet-service-cadet_tunnel.c

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  14
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  19 */
  20
  21 #include "platform.h"
  22 #include "gnunet_util_lib.h"
  23
  24 #include "gnunet_signatures.h"
  25 #include "gnunet_statistics_service.h"
  26
  27 #include "cadet_protocol.h"
  28 #include "cadet_path.h"
  29
  30 #include "gnunet-service-cadet_tunnel.h"
  31 #include "gnunet-service-cadet_connection.h"
  32 #include "gnunet-service-cadet_channel.h"
  33 #include "gnunet-service-cadet_peer.h"
  34
  35 #define LOG(level, ...) GNUNET_log_from(level,"cadet-tun",__VA_ARGS__)
  36 #define LOG2(level, ...) GNUNET_log_from_nocheck(level,"cadet-tun",__VA_ARGS__)
  37
  38 #define REKEY_WAIT GNUNET_TIME_relative_multiply(GNUNET_TIME_UNIT_SECONDS, 5)
  39
  40 #if !defined(GNUNET_CULL_LOGGING)
  41 #define DUMP_KEYS_TO_STDERR GNUNET_YES
  42 #else
  43 #define DUMP_KEYS_TO_STDERR GNUNET_NO
  44 #endif
  45
  46 /******************************************************************************/
  47 /********************************   STRUCTS  **********************************/
  48 /******************************************************************************/
  49
  50 struct CadetTChannel
  51 {
  52   struct CadetTChannel *next;
  53   struct CadetTChannel *prev;
  54   struct CadetChannel *ch;
  55 };
  56
  57
  58 /**
  59  * Connection list and metadata.
  60  */
  61 struct CadetTConnection
  62 {
  63   /**
  64    * Next in DLL.
  65    */
  66   struct CadetTConnection *next;
  67
  68   /**
  69    * Prev in DLL.
  70    */
  71   struct CadetTConnection *prev;
  72
  73   /**
  74    * Connection handle.
  75    */
  76   struct CadetConnection *c;
  77
  78   /**
  79    * Creation time, to keep oldest connection alive.
  80    */
  81   struct GNUNET_TIME_Absolute created;
  82
  83   /**
  84    * Connection throughput, to keep fastest connection alive.
  85    */
  86   uint32_t throughput;
  87 };
  88
  89 /**
  90  * Structure used during a Key eXchange.
  91  */
  92 struct CadetTunnelKXCtx
  93 {
  94   /**
  95    * Encryption ("our") old "confirmed" key, for encrypting traffic sent by us
  96    * end before the key exchange is finished or times out.
  97    */
  98   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey e_key_old;
  99
 100   /**
 101    * Decryption ("their") old "confirmed" key, for decrypting traffic sent by
 102    * the other end before the key exchange started.
 103    */
 104   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey d_key_old;
 105
 106   /**
 107    * Same as @c e_key_old, for the case of two simultaneous KX.
 108    * This can happen if cadet decides to start a re-key while the peer has also
 109    * started its re-key (due to network delay this is impossible to avoid).
 110    * In this case, the key material generated with the peer's old ephemeral
 111    * *might* (but doesn't have to) be incorrect.
 112    * Since no more than two re-keys can happen simultaneously, this is enough.
 113    */
 114   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey e_key_old2;
 115
 116   /**
 117    * Same as @c d_key_old, for the case described in @c e_key_old2.
 118    */
 119   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey d_key_old2;
 120
 121   /**
 122    * Challenge to send and expect in the PONG.
 123    */
 124   uint32_t challenge;
 125
 126   /**
 127    * When the rekey started. One minute after this the new key will be used.
 128    */
 129   struct GNUNET_TIME_Absolute rekey_start_time;
 130
 131   /**
 132    * Task for delayed destruction of the Key eXchange context, to allow delayed
 133    * messages with the old key to be decrypted successfully.
 134    */
 135   struct GNUNET_SCHEDULER_Task * finish_task;
 136 };
 137
 138 /**
 139  * Encryption systems possible.
 140  */
 141 enum CadetTunnelEncryption
 142 {
 143   /**
 144    * Default Axolotl system.
 145    */
 146   CADET_Axolotl,
 147
 148   /**
 149    * Fallback OTR-style encryption.
 150    */
 151   CADET_Fallback
 152 };
 153
 154 struct CadetTunnelSkippedKey
 155 {
 156   struct CadetTunnelSkippedKey *next;
 157   struct CadetTunnelSkippedKey *prev;
 158
 159   struct GNUNET_TIME_Absolute timestamp;
 160
 161   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey HK;
 162   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey MK;
 163 };
 164
 165 /**
 166  * Axolotl data, according to https://github.com/trevp/axolotl/wiki
 167  */
 168 struct CadetTunnelAxolotl
 169 {
 170   /**
 171    * A (double linked) list of stored message keys and associated header keys
 172    * for "skipped" messages, i.e. messages that have not bee*n
 173    * received despite the reception of more recent messages, (head)/
 174    */
 175   struct CadetTunnelSkippedKey *skipped_head;
 176
 177   /**
 178    * Skipped messages' keys DLL, tail.
 179    */
 180   struct CadetTunnelSkippedKey *skipped_tail;
 181
 182   /**
 183    * Elements in @a skipped_head <-> @a skipped_tail.
 184    */
 185   uint skipped;
 186
 187   /**
 188    * 32-byte root key which gets updated by DH ratchet
 189    */
 190   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey RK;
 191
 192   /**
 193    * 32-byte header key (send)
 194    */
 195   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey HKs;
 196
 197   /**
 198    * 32-byte header key (recv)
 199    */
 200   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey HKr;
 201
 202   /**
 203    * 32-byte next header key (send)
 204    */
 205   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey NHKs;
 206
 207   /**
 208    * 32-byte next header key (recv)
 209    */
 210   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey NHKr;
 211
 212   /**
 213    * 32-byte chain keys (used for forward-secrecy updating, send)
 214    */
 215   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey CKs;
 216
 217   /**
 218    * 32-byte chain keys (used for forward-secrecy updating, recv)
 219    */
 220   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey CKr;
 221
 222   /**
 223    * ECDH for key exchange (A0 / B0)
 224    */
 225   struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePrivateKey *kx_0;
 226
 227   /**
 228    * ECDH Ratchet key (send)
 229    */
 230   struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePrivateKey *DHRs;
 231
 232   /**
 233    * ECDH Ratchet key (recv)
 234    */
 235   struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey DHRr;
 236
 237   /**
 238    * Message number (reset to 0 with each new ratchet, send)
 239    */
 240   uint32_t Ns;
 241
 242   /**
 243    * Message numbers (reset to 0 with each new ratchet, recv)
 244    */
 245   uint32_t Nr;
 246
 247   /**
 248    * Previous message numbers (# of msgs sent under prev ratchet)
 249    */
 250   uint32_t PNs;
 251
 252   /**
 253    * True (#GNUNET_YES) if the party will send a new ratchet key in next msg.
 254    */
 255   int ratchet_flag;
 256 };
 257
 258 /**
 259  * Struct containing all information regarding a tunnel to a peer.
 260  */
 261 struct CadetTunnel
 262 {
 263   /**
 264    * Endpoint of the tunnel.
 265    */
 266   struct CadetPeer *peer;
 267
 268   /**
 269    * Type of encryption used in the tunnel.
 270    */
 271   enum CadetTunnelEncryption enc_type;
 272
 273   /**
 274    * Axolotl info.
 275    */
 276   struct CadetTunnelAxolotl *ax;
 277
 278   /**
 279    * State of the tunnel connectivity.
 280    */
 281   enum CadetTunnelCState cstate;
 282
 283   /**
 284    * State of the tunnel encryption.
 285    */
 286   enum CadetTunnelEState estate;
 287
 288   /**
 289    * Key eXchange context.
 290    */
 291   struct CadetTunnelKXCtx *kx_ctx;
 292
 293   /**
 294    * Peer's ephemeral key, to recreate @c e_key and @c d_key when own ephemeral
 295    * key changes.
 296    */
 297   struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey peers_ephemeral_key;
 298
 299   /**
 300    * Encryption ("our") key. It is only "confirmed" if kx_ctx is NULL.
 301    */
 302   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey e_key;
 303
 304   /**
 305    * Decryption ("their") key. It is only "confirmed" if kx_ctx is NULL.
 306    */
 307   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey d_key;
 308
 309   /**
 310    * Task to start the rekey process.
 311    */
 312   struct GNUNET_SCHEDULER_Task * rekey_task;
 313
 314   /**
 315    * Paths that are actively used to reach the destination peer.
 316    */
 317   struct CadetTConnection *connection_head;
 318   struct CadetTConnection *connection_tail;
 319
 320   /**
 321    * Next connection number.
 322    */
 323   uint32_t next_cid;
 324
 325   /**
 326    * Channels inside this tunnel.
 327    */
 328   struct CadetTChannel *channel_head;
 329   struct CadetTChannel *channel_tail;
 330
 331   /**
 332    * Channel ID for the next created channel.
 333    */
 334   CADET_ChannelNumber next_chid;
 335
 336   /**
 337    * Destroy flag: if true, destroy on last message.
 338    */
 339   struct GNUNET_SCHEDULER_Task * destroy_task;
 340
 341   /**
 342    * Queued messages, to transmit once tunnel gets connected.
 343    */
 344   struct CadetTunnelDelayed *tq_head;
 345   struct CadetTunnelDelayed *tq_tail;
 346
 347   /**
 348    * Task to trim connections if too many are present.
 349    */
 350   struct GNUNET_SCHEDULER_Task * trim_connections_task;
 351
 352   /**
 353    * Ephemeral message in the queue (to avoid queueing more than one).
 354    */
 355   struct CadetConnectionQueue *ephm_h;
 356
 357   /**
 358    * Pong message in the queue.
 359    */
 360   struct CadetConnectionQueue *pong_h;
 361 };
 362
 363
 364 /**
 365  * Struct used to save messages in a non-ready tunnel to send once connected.
 366  */
 367 struct CadetTunnelDelayed
 368 {
 369   /**
 370    * DLL
 371    */
 372   struct CadetTunnelDelayed *next;
 373   struct CadetTunnelDelayed *prev;
 374
 375   /**
 376    * Tunnel.
 377    */
 378   struct CadetTunnel *t;
 379
 380   /**
 381    * Tunnel queue given to the channel to cancel request. Update on send_queued.
 382    */
 383   struct CadetTunnelQueue *tq;
 384
 385   /**
 386    * Message to send.
 387    */
 388   /* struct GNUNET_MessageHeader *msg; */
 389 };
 390
 391
 392 /**
 393  * Handle for messages queued but not yet sent.
 394  */
 395 struct CadetTunnelQueue
 396 {
 397   /**
 398    * Connection queue handle, to cancel if necessary.
 399    */
 400   struct CadetConnectionQueue *cq;
 401
 402   /**
 403    * Handle in case message hasn't been given to a connection yet.
 404    */
 405   struct CadetTunnelDelayed *tqd;
 406
 407   /**
 408    * Continuation to call once sent.
 409    */
 410   GCT_sent cont;
 411
 412   /**
 413    * Closure for @c cont.
 414    */
 415   void *cont_cls;
 416 };
 417
 418
 419 /******************************************************************************/
 420 /*******************************   GLOBALS  ***********************************/
 421 /******************************************************************************/
 422
 423 /**
 424  * Global handle to the statistics service.
 425  */
 426 extern struct GNUNET_STATISTICS_Handle *stats;
 427
 428 /**
 429  * Local peer own ID (memory efficient handle).
 430  */
 431 extern GNUNET_PEER_Id myid;
 432
 433 /**
 434  * Local peer own ID (full value).
 435  */
 436 extern struct GNUNET_PeerIdentity my_full_id;
 437
 438
 439 /**
 440  * Don't try to recover tunnels if shutting down.
 441  */
 442 extern int shutting_down;
 443
 444
 445 /**
 446  * Set of all tunnels, in order to trigger a new exchange on rekey.
 447  * Indexed by peer's ID.
 448  */
 449 static struct GNUNET_CONTAINER_MultiPeerMap *tunnels;
 450
 451 /**
 452  * Default TTL for payload packets.
 453  */
 454 static unsigned long long default_ttl;
 455
 456 /**
 457  * Own private key.
 458  */
 459 const static struct GNUNET_CRYPTO_EddsaPrivateKey *my_private_key;
 460
 461 /**
 462  * Own Axolotl private key (derived from @a my_private_key).
 463  */
 464 const struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePrivateKey *ax_identity;
 465
 466 /**
 467  * Own OTR ephemeral private key.
 468  */
 469 static struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePrivateKey *my_ephemeral_key;
 470
 471 /**
 472  * Cached message used to perform a key exchange.
 473  */
 474 static struct GNUNET_CADET_KX_Ephemeral kx_msg;
 475
 476 /**
 477  * Task to generate a new ephemeral key.
 478  */
 479 static struct GNUNET_SCHEDULER_Task * rekey_task;
 480
 481 /**
 482  * Rekey period.
 483  */
 484 static struct GNUNET_TIME_Relative rekey_period;
 485
 486
 487 /******************************************************************************/
 488 /********************************   STATIC  ***********************************/
 489 /******************************************************************************/
 490
 491 /**
 492  * Get string description for tunnel connectivity state.
 493  *
 494  * @param cs Tunnel state.
 495  *
 496  * @return String representation.
 497  */
 498 static const char *
 499 cstate2s (enum CadetTunnelCState cs)
 500 {
 501   static char buf[32];
 502
 503   switch (cs)
 504   {
 505     case CADET_TUNNEL_NEW:
 506       return "CADET_TUNNEL_NEW";
 507     case CADET_TUNNEL_SEARCHING:
 508       return "CADET_TUNNEL_SEARCHING";
 509     case CADET_TUNNEL_WAITING:
 510       return "CADET_TUNNEL_WAITING";
 511     case CADET_TUNNEL_READY:
 512       return "CADET_TUNNEL_READY";
 513     case CADET_TUNNEL_SHUTDOWN:
 514       return "CADET_TUNNEL_SHUTDOWN";
 515     default:
 516       SPRINTF (buf, "%u (UNKNOWN STATE)", cs);
 517       return buf;
 518   }
 519   return "";
 520 }
 521
 522
 523 /**
 524  * Get string description for tunnel encryption state.
 525  *
 526  * @param es Tunnel state.
 527  *
 528  * @return String representation.
 529  */
 530 static const char *
 531 estate2s (enum CadetTunnelEState es)
 532 {
 533   static char buf[32];
 534
 535   switch (es)
 536   {
 537     case CADET_TUNNEL_KEY_UNINITIALIZED:
 538       return "CADET_TUNNEL_KEY_UNINITIALIZED";
 539     case CADET_TUNNEL_KEY_SENT:
 540       return "CADET_TUNNEL_KEY_SENT";
 541     case CADET_TUNNEL_KEY_PING:
 542       return "CADET_TUNNEL_KEY_PING";
 543     case CADET_TUNNEL_KEY_OK:
 544       return "CADET_TUNNEL_KEY_OK";
 545     case CADET_TUNNEL_KEY_REKEY:
 546       return "CADET_TUNNEL_KEY_REKEY";
 547     default:
 548       SPRINTF (buf, "%u (UNKNOWN STATE)", es);
 549       return buf;
 550   }
 551   return "";
 552 }
 553
 554
 555 /**
 556  * @brief Check if tunnel is ready to send traffic.
 557  *
 558  * Tunnel must be connected and with encryption correctly set up.
 559  *
 560  * @param t Tunnel to check.
 561  *
 562  * @return #GNUNET_YES if ready, #GNUNET_NO otherwise
 563  */
 564 static int
 565 is_ready (struct CadetTunnel *t)
 566 {
 567   int ready;
 568
 569   GCT_debug (t, GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG);
 570   ready = CADET_TUNNEL_READY == t->cstate
 571           && (CADET_TUNNEL_KEY_OK == t->estate
 572               || CADET_TUNNEL_KEY_REKEY == t->estate);
 573   ready = ready || GCT_is_loopback (t);
 574   return ready;
 575 }
 576
 577
 578 /**
 579  * Check if a key is invalid (NULL pointer or all 0)
 580  *
 581  * @param key Key to check.
 582  *
 583  * @return #GNUNET_YES if key is null, #GNUNET_NO if exists and is not 0.
 584  */
 585 static int
 586 is_key_null (struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key)
 587 {
 588   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey null_key;
 589
 590   if (NULL == key)
 591     return GNUNET_YES;
 592
 593   memset (&null_key, 0, sizeof (null_key));
 594   if (0 == memcmp (key, &null_key, sizeof (null_key)))
 595     return GNUNET_YES;
 596   return GNUNET_NO;
 597 }
 598
 599
 600 /**
 601  * Ephemeral key message purpose size.
 602  *
 603  * @return Size of the part of the ephemeral key message that must be signed.
 604  */
 605 size_t
 606 ephemeral_purpose_size (void)
 607 {
 608   return sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccSignaturePurpose) +
 609          sizeof (struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO) +
 610          sizeof (struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO) +
 611          sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey) +
 612          sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity);
 613 }
 614
 615
 616 /**
 617  * Size of the encrypted part of a ping message.
 618  *
 619  * @return Size of the encrypted part of a ping message.
 620  */
 621 size_t
 622 ping_encryption_size (void)
 623 {
 624   return sizeof (uint32_t);
 625 }
 626
 627
 628 /**
 629  * Get the channel's buffer. ONLY FOR NON-LOOPBACK CHANNELS!!
 630  *
 631  * @param tch Tunnel's channel handle.
 632  *
 633  * @return Amount of messages the channel can still buffer towards the client.
 634  */
 635 static unsigned int
 636 get_channel_buffer (const struct CadetTChannel *tch)
 637 {
 638   int fwd;
 639
 640   /* If channel is incoming, is terminal in the FWD direction and fwd is YES */
 641   fwd = GCCH_is_terminal (tch->ch, GNUNET_YES);
 642
 643   return GCCH_get_buffer (tch->ch, fwd);
 644 }
 645
 646
 647 /**
 648  * Get the channel's allowance status.
 649  *
 650  * @param tch Tunnel's channel handle.
 651  *
 652  * @return #GNUNET_YES if we allowed the client to send data to us.
 653  */
 654 static int
 655 get_channel_allowed (const struct CadetTChannel *tch)
 656 {
 657   int fwd;
 658
 659   /* If channel is outgoing, is origin in the FWD direction and fwd is YES */
 660   fwd = GCCH_is_origin (tch->ch, GNUNET_YES);
 661
 662   return GCCH_get_allowed (tch->ch, fwd);
 663 }
 664
 665
 666 /**
 667  * Get the connection's buffer.
 668  *
 669  * @param tc Tunnel's connection handle.
 670  *
 671  * @return Amount of messages the connection can still buffer.
 672  */
 673 static unsigned int
 674 get_connection_buffer (const struct CadetTConnection *tc)
 675 {
 676   int fwd;
 677
 678   /* If connection is outgoing, is origin in the FWD direction and fwd is YES */
 679   fwd = GCC_is_origin (tc->c, GNUNET_YES);
 680
 681   return GCC_get_buffer (tc->c, fwd);
 682 }
 683
 684
 685 /**
 686  * Get the connection's allowance.
 687  *
 688  * @param tc Tunnel's connection handle.
 689  *
 690  * @return Amount of messages we have allowed the next peer to send us.
 691  */
 692 static unsigned int
 693 get_connection_allowed (const struct CadetTConnection *tc)
 694 {
 695   int fwd;
 696
 697   /* If connection is outgoing, is origin in the FWD direction and fwd is YES */
 698   fwd = GCC_is_origin (tc->c, GNUNET_YES);
 699
 700   return GCC_get_allowed (tc->c, fwd);
 701 }
 702
 703
 704 /**
 705  * Check that a ephemeral key message s well formed and correctly signed.
 706  *
 707  * @param t Tunnel on which the message came.
 708  * @param msg The ephemeral key message.
 709  *
 710  * @return GNUNET_OK if message is fine, GNUNET_SYSERR otherwise.
 711  */
 712 int
 713 check_ephemeral (struct CadetTunnel *t,
 714                  const struct GNUNET_CADET_KX_Ephemeral *msg)
 715 {
 716   /* Check message size */
 717   if (ntohs (msg->header.size) != sizeof (struct GNUNET_CADET_KX_Ephemeral))
 718     return GNUNET_SYSERR;
 719
 720   /* Check signature size */
 721   if (ntohl (msg->purpose.size) != ephemeral_purpose_size ())
 722     return GNUNET_SYSERR;
 723
 724   /* Check origin */
 725   if (0 != memcmp (&msg->origin_identity,
 726                    GCP_get_id (t->peer),
 727                    sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity)))
 728     return GNUNET_SYSERR;
 729
 730   /* Check signature */
 731   if (GNUNET_OK !=
 732       GNUNET_CRYPTO_eddsa_verify (GNUNET_SIGNATURE_PURPOSE_CADET_KX,
 733                                   &msg->purpose,
 734                                   &msg->signature,
 735                                   &msg->origin_identity.public_key))
 736     return GNUNET_SYSERR;
 737
 738   return GNUNET_OK;
 739 }
 740
 741
 742 /**
 743  * Select the best key to use for encryption (send), based on KX status.
 744  *
 745  * Normally, return the current key. If there is a KX in progress and the old
 746  * key is fresh enough, return the old key.
 747  *
 748  * @param t Tunnel to choose the key from.
 749  *
 750  * @return The optimal key to encrypt/hmac outgoing traffic.
 751  */
 752 static const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *
 753 select_key (const struct CadetTunnel *t)
 754 {
 755   const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key;
 756
 757   if (NULL != t->kx_ctx
 758       && NULL == t->kx_ctx->finish_task)
 759   {
 760     struct GNUNET_TIME_Relative age;
 761
 762     age = GNUNET_TIME_absolute_get_duration (t->kx_ctx->rekey_start_time);
 763     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 764          "  key exchange in progress, started %s ago\n",
 765          GNUNET_STRINGS_relative_time_to_string (age, GNUNET_YES));
 766     // FIXME make duration of old keys configurable
 767     if (age.rel_value_us < GNUNET_TIME_UNIT_MINUTES.rel_value_us)
 768     {
 769       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  using old key\n");
 770       key = &t->kx_ctx->e_key_old;
 771     }
 772     else
 773     {
 774       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  using new key (old key too old)\n");
 775       key = &t->e_key;
 776     }
 777   }
 778   else
 779   {
 780     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  no KX: using current key\n");
 781     key = &t->e_key;
 782   }
 783   return key;
 784 }
 785
 786
 787 /**
 788  * Calculate HMAC.
 789  *
 790  * @param plaintext Content to HMAC.
 791  * @param size Size of @c plaintext.
 792  * @param iv Initialization vector for the message.
 793  * @param key Key to use.
 794  * @param hmac[out] Destination to store the HMAC.
 795  */
 796 static void
 797 t_hmac (const void *plaintext, size_t size,
 798         uint32_t iv, const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key,
 799         struct GNUNET_CADET_Hash *hmac)
 800 {
 801   static const char ctx[] = "cadet authentication key";
 802   struct GNUNET_CRYPTO_AuthKey auth_key;
 803   struct GNUNET_HashCode hash;
 804
 805 #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
 806   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  HMAC with key %s\n",
 807        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) key));
 808 #endif
 809   GNUNET_CRYPTO_hmac_derive_key (&auth_key, key,
 810                                  &iv, sizeof (iv),
 811                                  key, sizeof (*key),
 812                                  ctx, sizeof (ctx),
 813                                  NULL);
 814   /* Two step: CADET_Hash is only 256 bits, HashCode is 512. */
 815   GNUNET_CRYPTO_hmac (&auth_key, plaintext, size, &hash);
 816   memcpy (hmac, &hash, sizeof (*hmac));
 817 }
 818
 819
 820 /**
 821  * Encrypt daforce_newest_keyta with the tunnel key.
 822  *
 823  * @param t Tunnel whose key to use.
 824  * @param dst Destination for the encrypted data.
 825  * @param src Source of the plaintext. Can overlap with @c dst.
 826  * @param size Size of the plaintext.
 827  * @param iv Initialization Vector to use.
 828  * @param force_newest_key Force the use of the newest key, otherwise
 829  *                         CADET will use the old key when allowed.
 830  *                         This can happen in the case when a KX is going on
 831  *                         and the old one hasn't expired.
 832  */
 833 static int
 834 t_encrypt (struct CadetTunnel *t, void *dst, const void *src,
 835            size_t size, uint32_t iv, int force_newest_key)
 836 {
 837   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricInitializationVector siv;
 838   const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key;
 839   size_t out_size;
 840
 841   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_encrypt start\n");
 842
 843   key = GNUNET_YES == force_newest_key ? &t->e_key : select_key (t);
 844   #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
 845   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  ENC with key %s\n",
 846        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) key));
 847   #endif
 848   GNUNET_CRYPTO_symmetric_derive_iv (&siv, key, &iv, sizeof (iv), NULL);
 849   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_encrypt IV derived\n");
 850   out_size = GNUNET_CRYPTO_symmetric_encrypt (src, size, key, &siv, dst);
 851   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_encrypt end\n");
 852
 853   return out_size;
 854 }
 855
 856
 857 /**
 858  * Generate a new key with a HMAC mechanism from the existing chain key.
 859  *
 860  * @param ax Axolotl context.
 861  * @param key[out] Derived key.
 862  * @param source Source key material (data to HMAC).
 863  * @param len Length of @a source.
 864  */
 865 void
 866 t_ax_hmac_hash (struct CadetTunnelAxolotl *ax,
 867                 struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key,
 868                 void *source, unsigned int len)
 869 {
 870   static const char ctx[] = "axolotl key derivation";
 871   struct GNUNET_CRYPTO_AuthKey auth_key;
 872   struct  GNUNET_HashCode hash;
 873
 874   GNUNET_CRYPTO_hmac_derive_key (&auth_key, &ax->CKs,
 875                                  ctx, sizeof (ctx),
 876                                  NULL);
 877   GNUNET_CRYPTO_hmac (&auth_key, source, len, &hash);
 878   GNUNET_CRYPTO_kdf (key, sizeof (*key),
 879                      ctx, sizeof (ctx),
 880                      &hash, sizeof (hash));
 881 }
 882
 883
 884 /**
 885  * Encrypt data with the tunnel key.
 886  *
 887  * @param t Tunnel whose key to use.
 888  * @param dst Destination for the encrypted data.
 889  * @param src Source of the plaintext. Can overlap with @c dst.
 890  * @param size Size of the plaintext.
 891  *
 892  * @return Size of the encrypted data.
 893  */
 894 static int
 895 t_ax_encrypt (struct CadetTunnel *t, void *dst, const void *src, size_t size)
 896 {
 897   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey MK;
 898   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricInitializationVector iv;
 899   struct CadetTunnelAxolotl *ax;
 900   size_t out_size;
 901
 902   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_ax_encrypt start\n");
 903
 904   ax = t->ax;
 905
 906   if (GNUNET_YES == ax->ratchet_flag)
 907   {
 908     /* Advance ratchet */
 909   }
 910
 911   t_ax_hmac_hash (ax, &MK, "0", 1);
 912   GNUNET_CRYPTO_symmetric_derive_iv (&iv, &MK, NULL, 0, NULL);
 913
 914   #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
 915   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  ENC with key %s\n",
 916        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &MK));
 917   #endif
 918
 919   out_size = GNUNET_CRYPTO_symmetric_encrypt (src, size, &MK, &iv, dst);
 920
 921   t_ax_hmac_hash (ax, &ax->CKs, "1", 1);
 922
 923   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_ax_encrypt end\n");
 924
 925   return out_size;
 926 }
 927
 928
 929 /**
 930  * Decrypt and verify data with the appropriate tunnel key.
 931  *
 932  * @param key Key to use.
 933  * @param dst Destination for the plaintext.
 934  * @param src Source of the encrypted data. Can overlap with @c dst.
 935  * @param size Size of the encrypted data.
 936  * @param iv Initialization Vector to use.
 937  *
 938  * @return Size of the decrypted data, -1 if an error was encountered.
 939  */
 940 static int
 941 decrypt (const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key,
 942          void *dst, const void *src, size_t size, uint32_t iv)
 943 {
 944   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricInitializationVector siv;
 945   size_t out_size;
 946
 947   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  decrypt start\n");
 948   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  decrypt iv\n");
 949   GNUNET_CRYPTO_symmetric_derive_iv (&siv, key, &iv, sizeof (iv), NULL);
 950   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  decrypt iv done\n");
 951   out_size = GNUNET_CRYPTO_symmetric_decrypt (src, size, key, &siv, dst);
 952   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  decrypt end\n");
 953
 954   return out_size;
 955 }
 956
 957
 958 /**
 959  * Decrypt and verify data with the most recent tunnel key.
 960  *
 961  * @param t Tunnel whose key to use.
 962  * @param dst Destination for the plaintext.
 963  * @param src Source of the encrypted data. Can overlap with @c dst.
 964  * @param size Size of the encrypted data.
 965  * @param iv Initialization Vector to use.
 966  *
 967  * @return Size of the decrypted data, -1 if an error was encountered.
 968  */
 969 static int
 970 t_decrypt (struct CadetTunnel *t, void *dst, const void *src,
 971            size_t size, uint32_t iv)
 972 {
 973   size_t out_size;
 974
 975 #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
 976   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_decrypt with %s\n",
 977        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->d_key));
 978 #endif
 979   if (CADET_TUNNEL_KEY_UNINITIALIZED == t->estate)
 980   {
 981     GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# non decryptable data", 1, GNUNET_NO);
 982     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
 983          "got data on %s without a valid key\n",
 984          GCT_2s (t));
 985     GCT_debug (t, GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING);
 986     return -1;
 987   }
 988
 989   out_size = decrypt (&t->d_key, dst, src, size, iv);
 990
 991   return out_size;
 992 }
 993
 994
 995 /**
 996  * Decrypt and verify data with the appropriate tunnel key and verify that the
 997  * data has not been altered since it was sent by the remote peer.
 998  *
 999  * @param t Tunnel whose key to use.
1000  * @param dst Destination for the plaintext.
1001  * @param src Source of the encrypted data. Can overlap with @c dst.
1002  * @param size Size of the encrypted data.
1003  * @param iv Initialization Vector to use.
1004  * @param msg_hmac HMAC of the message, cannot be NULL.
1005  *
1006  * @return Size of the decrypted data, -1 if an error was encountered.
1007  */
1008 static int
1009 t_decrypt_and_validate (struct CadetTunnel *t,
1010                         void *dst, const void *src,
1011                         size_t size, uint32_t iv,
1012                         const struct GNUNET_CADET_Hash *msg_hmac)
1013 {
1014   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key;
1015   struct GNUNET_CADET_Hash hmac;
1016   int decrypted_size;
1017
1018   /* Try primary (newest) key */
1019   key = &t->d_key;
1020   decrypted_size = decrypt (key, dst, src, size, iv);
1021   t_hmac (src, size, iv, key, &hmac);
1022   if (0 == memcmp (msg_hmac, &hmac, sizeof (hmac)))
1023     return decrypted_size;
1024
1025   /* If no key exchange is going on, we just failed. */
1026   if (NULL == t->kx_ctx)
1027   {
1028     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
1029                 "Failed checksum validation on tunnel %s with no KX\n",
1030                 GCT_2s (t));
1031     GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# wrong HMAC no KX", 1, GNUNET_NO);
1032     return -1;
1033   }
1034
1035   /* Try secondary key, from previous KX period. */
1036   key = &t->kx_ctx->d_key_old;
1037   decrypted_size = decrypt (key, dst, src, size, iv);
1038   t_hmac (src, size, iv, key, &hmac);
1039   if (0 == memcmp (msg_hmac, &hmac, sizeof (hmac)))
1040     return decrypted_size;
1041
1042   /* Hail Mary, try tertiary, key, in case of parallel re-keys. */
1043   key = &t->kx_ctx->d_key_old2;
1044   decrypted_size = decrypt (key, dst, src, size, iv);
1045   t_hmac (src, size, iv, key, &hmac);
1046   if (0 == memcmp (msg_hmac, &hmac, sizeof (hmac)))
1047     return decrypted_size;
1048
1049   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
1050               "Failed checksum validation on tunnel %s with KX\n",
1051               GCT_2s (t));
1052   GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# wrong HMAC with KX", 1, GNUNET_NO);
1053   return -1;
1054 }
1055
1056 /**
1057  * Decrypt and verify data with the appropriate tunnel key and verify that the
1058  * data has not been altered since it was sent by the remote peer.
1059  *
1060  * @param t Tunnel whose key to use.
1061  * @param dst Destination for the plaintext.
1062  * @param src Source of the encrypted data. Can overlap with @c dst.
1063  * @param size Size of the encrypted data.
1064  * @param msg_hmac HMAC of the message, cannot be NULL.
1065  *
1066  * @return Size of the decrypted data, -1 if an error was encountered.
1067  */
1068 static int
1069 t_ax_decrypt_and_validate (struct CadetTunnel *t,
1070                            void *dst, const void *src, size_t size,
1071                            const struct GNUNET_CADET_Hash *msg_hmac)
1072 {
1073   struct CadetTunnelAxolotl *ax;
1074
1075   ax = t->ax;
1076
1077   if (NULL == ax)
1078     return -1;
1079
1080   /*  */
1081   /*  */
1082
1083   return 0;
1084 }
1085
1086
1087 /**
1088  * Create key material by doing ECDH on the local and remote ephemeral keys.
1089  *
1090  * @param key_material Where to store the key material.
1091  * @param ephemeral_key Peer's public ephemeral key.
1092  */
1093 void
1094 derive_key_material (struct GNUNET_HashCode *key_material,
1095                      const struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey *ephemeral_key)
1096 {
1097   if (GNUNET_OK !=
1098       GNUNET_CRYPTO_ecc_ecdh (my_ephemeral_key,
1099                               ephemeral_key,
1100                               key_material))
1101   {
1102     GNUNET_break (0);
1103   }
1104 }
1105
1106
1107 /**
1108  * Create a symmetic key from the identities of both ends and the key material
1109  * from ECDH.
1110  *
1111  * @param key Destination for the generated key.
1112  * @param sender ID of the peer that will encrypt with @c key.
1113  * @param receiver ID of the peer that will decrypt with @c key.
1114  * @param key_material Hash created with ECDH with the ephemeral keys.
1115  */
1116 void
1117 derive_symmertic (struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key,
1118                   const struct GNUNET_PeerIdentity *sender,
1119                   const struct GNUNET_PeerIdentity *receiver,
1120                   const struct GNUNET_HashCode *key_material)
1121 {
1122   const char salt[] = "CADET kx salt";
1123
1124   GNUNET_CRYPTO_kdf (key, sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey),
1125                      salt, sizeof (salt),
1126                      key_material, sizeof (struct GNUNET_HashCode),
1127                      sender, sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity),
1128                      receiver, sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity),
1129                      NULL);
1130 }
1131
1132
1133 /**
1134  * Derive the tunnel's keys using our own and the peer's ephemeral keys.
1135  *
1136  * @param t Tunnel for which to create the keys.
1137  */
1138 static void
1139 create_keys (struct CadetTunnel *t)
1140 {
1141   struct GNUNET_HashCode km;
1142
1143   derive_key_material (&km, &t->peers_ephemeral_key);
1144   derive_symmertic (&t->e_key, &my_full_id, GCP_get_id (t->peer), &km);
1145   derive_symmertic (&t->d_key, GCP_get_id (t->peer), &my_full_id, &km);
1146   #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
1147   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "ME: %s\n",
1148        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &kx_msg.ephemeral_key));
1149   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "PE: %s\n",
1150        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->peers_ephemeral_key));
1151   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "KM: %s\n", GNUNET_h2s (&km));
1152   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "EK: %s\n",
1153        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->e_key));
1154   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "DK: %s\n",
1155        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->d_key));
1156   #endif
1157 }
1158
1159
1160 /**
1161  * Create a new Key eXchange context for the tunnel.
1162  *
1163  * If the old keys were verified, keep them for old traffic. Create a new KX
1164  * timestamp and a new nonce.
1165  *
1166  * @param t Tunnel for which to create the KX ctx.
1167  */
1168 static void
1169 create_kx_ctx (struct CadetTunnel *t)
1170 {
1171   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  new kx ctx for %s\n", GCT_2s (t));
1172
1173   if (NULL != t->kx_ctx)
1174   {
1175     if (NULL != t->kx_ctx->finish_task)
1176     {
1177       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  resetting exisiting finish task\n");
1178       GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->kx_ctx->finish_task);
1179       t->kx_ctx->finish_task = NULL;
1180     }
1181   }
1182   else
1183   {
1184     t->kx_ctx = GNUNET_new (struct CadetTunnelKXCtx);
1185     t->kx_ctx->challenge = GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE,
1186                                                      UINT32_MAX);
1187   }
1188
1189   if (CADET_TUNNEL_KEY_OK == t->estate)
1190   {
1191     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  backing up keys\n");
1192     t->kx_ctx->d_key_old = t->d_key;
1193     t->kx_ctx->e_key_old = t->e_key;
1194   }
1195   else
1196     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  old keys not valid, not saving\n");
1197   t->kx_ctx->rekey_start_time = GNUNET_TIME_absolute_get ();
1198   create_keys (t);
1199 }
1200
1201
1202 /**
1203  * @brief Finish the Key eXchange and destroy the old keys.
1204  *
1205  * @param cls Closure (Tunnel for which to finish the KX).
1206  * @param tc Task context.
1207  */
1208 static void
1209 finish_kx (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
1210 {
1211   struct CadetTunnel *t = cls;
1212
1213   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "finish KX for %s\n", GCT_2s (t));
1214
1215   if (0 != (tc->reason & GNUNET_SCHEDULER_REASON_SHUTDOWN))
1216   {
1217     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  shutdown\n");
1218     return;
1219   }
1220
1221   GNUNET_free (t->kx_ctx);
1222   t->kx_ctx = NULL;
1223 }
1224
1225
1226 /**
1227  * Destroy a Key eXchange context for the tunnel. This function only schedules
1228  * the destruction, the freeing of the memory (and clearing of old key material)
1229  * happens after a delay!
1230  *
1231  * @param t Tunnel whose KX ctx to destroy.
1232  */
1233 static void
1234 destroy_kx_ctx (struct CadetTunnel *t)
1235 {
1236   struct GNUNET_TIME_Relative delay;
1237
1238   if (NULL == t->kx_ctx || NULL != t->kx_ctx->finish_task)
1239     return;
1240
1241   if (is_key_null (&t->kx_ctx->e_key_old))
1242   {
1243     t->kx_ctx->finish_task = GNUNET_SCHEDULER_add_now (finish_kx, t);
1244     return;
1245   }
1246
1247   delay = GNUNET_TIME_relative_divide (rekey_period, 4);
1248   delay = GNUNET_TIME_relative_min (delay, GNUNET_TIME_UNIT_MINUTES);
1249
1250   t->kx_ctx->finish_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (delay, finish_kx, t);
1251 }
1252
1253
1254
1255 /**
1256  * Pick a connection on which send the next data message.
1257  *
1258  * @param t Tunnel on which to send the message.
1259  *
1260  * @return The connection on which to send the next message.
1261  */
1262 static struct CadetConnection *
1263 tunnel_get_connection (struct CadetTunnel *t)
1264 {
1265   struct CadetTConnection *iter;
1266   struct CadetConnection *best;
1267   unsigned int qn;
1268   unsigned int lowest_q;
1269
1270   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "tunnel_get_connection %s\n", GCT_2s (t));
1271   best = NULL;
1272   lowest_q = UINT_MAX;
1273   for (iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
1274   {
1275     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  connection %s: %u\n",
1276          GCC_2s (iter->c), GCC_get_state (iter->c));
1277     if (CADET_CONNECTION_READY == GCC_get_state (iter->c))
1278     {
1279       qn = GCC_get_qn (iter->c, GCC_is_origin (iter->c, GNUNET_YES));
1280       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "    q_n %u, \n", qn);
1281       if (qn < lowest_q)
1282       {
1283         best = iter->c;
1284         lowest_q = qn;
1285       }
1286     }
1287   }
1288   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " selected: connection %s\n", GCC_2s (best));
1289   return best;
1290 }
1291
1292
1293 /**
1294  * Callback called when a queued message is sent.
1295  *
1296  * Calculates the average time and connection packet tracking.
1297  *
1298  * @param cls Closure (TunnelQueue handle).
1299  * @param c Connection this message was on.
1300  * @param q Connection queue handle (unused).
1301  * @param type Type of message sent.
1302  * @param fwd Was this a FWD going message?
1303  * @param size Size of the message.
1304  */
1305 static void
1306 tun_message_sent (void *cls,
1307               struct CadetConnection *c,
1308               struct CadetConnectionQueue *q,
1309               uint16_t type, int fwd, size_t size)
1310 {
1311   struct CadetTunnelQueue *qt = cls;
1312   struct CadetTunnel *t;
1313
1314   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "tun_message_sent\n");
1315
1316   GNUNET_assert (NULL != qt->cont);
1317   t = NULL == c ? NULL : GCC_get_tunnel (c);
1318   qt->cont (qt->cont_cls, t, qt, type, size);
1319   GNUNET_free (qt);
1320 }
1321
1322
1323 static unsigned int
1324 count_queued_data (const struct CadetTunnel *t)
1325 {
1326   struct CadetTunnelDelayed *iter;
1327   unsigned int count;
1328
1329   for (count = 0, iter = t->tq_head; iter != NULL; iter = iter->next)
1330     count++;
1331
1332   return count;
1333 }
1334
1335 /**
1336  * Delete a queued message: either was sent or the channel was destroyed
1337  * before the tunnel's key exchange had a chance to finish.
1338  *
1339  * @param tqd Delayed queue handle.
1340  */
1341 static void
1342 unqueue_data (struct CadetTunnelDelayed *tqd)
1343 {
1344   GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (tqd->t->tq_head, tqd->t->tq_tail, tqd);
1345   GNUNET_free (tqd);
1346 }
1347
1348
1349 /**
1350  * Cache a message to be sent once tunnel is online.
1351  *
1352  * @param t Tunnel to hold the message.
1353  * @param msg Message itself (copy will be made).
1354  */
1355 static struct CadetTunnelDelayed *
1356 queue_data (struct CadetTunnel *t, const struct GNUNET_MessageHeader *msg)
1357 {
1358   struct CadetTunnelDelayed *tqd;
1359   uint16_t size = ntohs (msg->size);
1360
1361   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "queue data on Tunnel %s\n", GCT_2s (t));
1362
1363   if (GNUNET_YES == is_ready (t))
1364   {
1365     GNUNET_break (0);
1366     return NULL;
1367   }
1368
1369   tqd = GNUNET_malloc (sizeof (struct CadetTunnelDelayed) + size);
1370
1371   tqd->t = t;
1372   memcpy (&tqd[1], msg, size);
1373   GNUNET_CONTAINER_DLL_insert_tail (t->tq_head, t->tq_tail, tqd);
1374   return tqd;
1375 }
1376
1377
1378 /**
1379  * Sends an already built message on a tunnel, encrypting it and
1380  * choosing the best connection.
1381  *
1382  * @param message Message to send. Function modifies it.
1383  * @param t Tunnel on which this message is transmitted.
1384  * @param c Connection to use (autoselect if NULL).
1385  * @param force Force the tunnel to take the message (buffer overfill).
1386  * @param cont Continuation to call once message is really sent.
1387  * @param cont_cls Closure for @c cont.
1388  * @param existing_q In case this a transmission of previously queued data,
1389  *                   this should be TunnelQueue given to the client.
1390  *                   Otherwise, NULL.
1391  *
1392  * @return Handle to cancel message.
1393  *         NULL if @c cont is NULL or an error happens and message is dropped.
1394  */
1395 static struct CadetTunnelQueue *
1396 send_prebuilt_message (const struct GNUNET_MessageHeader *message,
1397                        struct CadetTunnel *t, struct CadetConnection *c,
1398                        int force, GCT_sent cont, void *cont_cls,
1399                        struct CadetTunnelQueue *existing_q)
1400 {
1401   struct CadetTunnelQueue *tq;
1402   struct GNUNET_CADET_Encrypted *msg;
1403   size_t size = ntohs (message->size);
1404   char cbuf[sizeof (struct GNUNET_CADET_Encrypted) + size];
1405   size_t esize;
1406   uint32_t mid;
1407   uint32_t iv;
1408   uint16_t type;
1409   int fwd;
1410
1411   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "GMT Send on Tunnel %s\n", GCT_2s (t));
1412
1413   if (GNUNET_NO == is_ready (t))
1414   {
1415     struct CadetTunnelDelayed *tqd;
1416     /* A non null existing_q indicates sending of queued data.
1417      * Should only happen after tunnel becomes ready.
1418      */
1419     GNUNET_assert (NULL == existing_q);
1420     tqd = queue_data (t, message);
1421     if (NULL == cont)
1422       return NULL;
1423     tq = GNUNET_new (struct CadetTunnelQueue);
1424     tq->tqd = tqd;
1425     tqd->tq = tq;
1426     tq->cont = cont;
1427     tq->cont_cls = cont_cls;
1428     return tq;
1429   }
1430
1431   GNUNET_assert (GNUNET_NO == GCT_is_loopback (t));
1432
1433   iv = GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE, UINT32_MAX);
1434   msg = (struct GNUNET_CADET_Encrypted *) cbuf;
1435   msg->header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_ENCRYPTED);
1436   msg->iv = iv;
1437
1438   if (CADET_Axolotl == t->enc_type)
1439     esize = t_ax_encrypt (t, &msg[1], message, size);
1440   else
1441     esize = t_encrypt (t, &msg[1], message, size, iv, GNUNET_NO);
1442   GNUNET_assert (esize == size);
1443   t_hmac (&msg[1], size, iv, select_key (t), &msg->hmac);
1444   msg->header.size = htons (sizeof (struct GNUNET_CADET_Encrypted) + size);
1445
1446   if (NULL == c)
1447     c = tunnel_get_connection (t);
1448   if (NULL == c)
1449   {
1450     /* Why is tunnel 'ready'? Should have been queued! */
1451     if (NULL != t->destroy_task)
1452     {
1453       GNUNET_break (0);
1454       GCT_debug (t, GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING);
1455     }
1456     return NULL; /* Drop... */
1457   }
1458
1459   mid = 0;
1460   type = ntohs (message->type);
1461   switch (type)
1462   {
1463     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_DATA:
1464     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_DATA_ACK:
1465       if (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_DATA == type)
1466         mid = ntohl (((struct GNUNET_CADET_Data *) message)->mid);
1467       else
1468         mid = ntohl (((struct GNUNET_CADET_DataACK *) message)->mid);
1469       /* Fall thru */
1470     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KEEPALIVE:
1471     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_CREATE:
1472     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_DESTROY:
1473     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_ACK:
1474     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_NACK:
1475       msg->cid = *GCC_get_id (c);
1476       msg->ttl = htonl (default_ttl);
1477       break;
1478     default:
1479       GNUNET_break (0);
1480       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "type %s not valid\n", GC_m2s (type));
1481   }
1482   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "type %s\n", GC_m2s (type));
1483
1484   fwd = GCC_is_origin (c, GNUNET_YES);
1485
1486   if (NULL == cont)
1487   {
1488     GNUNET_break (NULL == GCC_send_prebuilt_message (&msg->header, type, mid, c,
1489                                                      fwd, force, NULL, NULL));
1490     return NULL;
1491   }
1492   if (NULL == existing_q)
1493   {
1494     tq = GNUNET_new (struct CadetTunnelQueue); /* FIXME valgrind: leak*/
1495   }
1496   else
1497   {
1498     tq = existing_q;
1499     tq->tqd = NULL;
1500   }
1501   tq->cq = GCC_send_prebuilt_message (&msg->header, type, mid, c, fwd, force,
1502                                       &tun_message_sent, tq);
1503   GNUNET_assert (NULL != tq->cq);
1504   tq->cont = cont;
1505   tq->cont_cls = cont_cls;
1506
1507   return tq;
1508 }
1509
1510
1511 /**
1512  * Send all cached messages that we can, tunnel is online.
1513  *
1514  * @param t Tunnel that holds the messages. Cannot be loopback.
1515  */
1516 static void
1517 send_queued_data (struct CadetTunnel *t)
1518 {
1519   struct CadetTunnelDelayed *tqd;
1520   struct CadetTunnelDelayed *next;
1521   unsigned int room;
1522
1523   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "Send queued data, tunnel %s\n", GCT_2s (t));
1524
1525   if (GCT_is_loopback (t))
1526   {
1527     GNUNET_break (0);
1528     return;
1529   }
1530
1531   if (GNUNET_NO == is_ready (t))
1532   {
1533     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  not ready yet: %s/%s\n",
1534          estate2s (t->estate), cstate2s (t->cstate));
1535     return;
1536   }
1537
1538   room = GCT_get_connections_buffer (t);
1539   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  buffer space: %u\n", room);
1540   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  tq head: %p\n", t->tq_head);
1541   for (tqd = t->tq_head; NULL != tqd && room > 0; tqd = next)
1542   {
1543     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " sending queued data\n");
1544     next = tqd->next;
1545     room--;
1546     send_prebuilt_message ((struct GNUNET_MessageHeader *) &tqd[1],
1547                            tqd->t, NULL, GNUNET_YES,
1548                            NULL != tqd->tq ? tqd->tq->cont : NULL,
1549                            NULL != tqd->tq ? tqd->tq->cont_cls : NULL,
1550                            tqd->tq);
1551     unqueue_data (tqd);
1552   }
1553   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "GCT_send_queued_data end\n", GCP_2s (t->peer));
1554 }
1555
1556
1557 /**
1558  * Callback called when a queued message is sent.
1559  *
1560  * @param cls Closure.
1561  * @param c Connection this message was on.
1562  * @param type Type of message sent.
1563  * @param fwd Was this a FWD going message?
1564  * @param size Size of the message.
1565  */
1566 static void
1567 ephm_sent (void *cls,
1568          struct CadetConnection *c,
1569          struct CadetConnectionQueue *q,
1570          uint16_t type, int fwd, size_t size)
1571 {
1572   struct CadetTunnel *t = cls;
1573   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "ephemeral sent %s\n", GC_m2s (type));
1574   t->ephm_h = NULL;
1575 }
1576
1577 /**
1578  * Callback called when a queued message is sent.
1579  *
1580  * @param cls Closure.
1581  * @param c Connection this message was on.
1582  * @param type Type of message sent.
1583  * @param fwd Was this a FWD going message?
1584  * @param size Size of the message.
1585  */
1586 static void
1587 pong_sent (void *cls,
1588            struct CadetConnection *c,
1589            struct CadetConnectionQueue *q,
1590            uint16_t type, int fwd, size_t size)
1591 {
1592   struct CadetTunnel *t = cls;
1593   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "pong_sent %s\n", GC_m2s (type));
1594
1595   t->pong_h = NULL;
1596 }
1597
1598 /**
1599  * Sends key exchange message on a tunnel, choosing the best connection.
1600  * Should not be called on loopback tunnels.
1601  *
1602  * @param t Tunnel on which this message is transmitted.
1603  * @param message Message to send. Function modifies it.
1604  *
1605  * @return Handle to the message in the connection queue.
1606  */
1607 static struct CadetConnectionQueue *
1608 send_kx (struct CadetTunnel *t,
1609          const struct GNUNET_MessageHeader *message)
1610 {
1611   struct CadetConnection *c;
1612   struct GNUNET_CADET_KX *msg;
1613   size_t size = ntohs (message->size);
1614   char cbuf[sizeof (struct GNUNET_CADET_KX) + size];
1615   uint16_t type;
1616   int fwd;
1617   GCC_sent cont;
1618
1619   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "GMT KX on Tunnel %s\n", GCT_2s (t));
1620
1621   /* Avoid loopback. */
1622   if (GCT_is_loopback (t))
1623   {
1624     GNUNET_break (0);
1625     return NULL;
1626   }
1627   type = ntohs (message->type);
1628
1629   /* Even if tunnel is "being destroyed", send anyway.
1630    * Could be a response to a rekey initiated by remote peer,
1631    * who is trying to create a new channel!
1632    */
1633
1634   /* Must have a connection, or be looking for one. */
1635   if (NULL == t->connection_head)
1636   {
1637     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "%s with no connection\n", GC_m2s (type));
1638     if (CADET_TUNNEL_SEARCHING != t->cstate)
1639     {
1640       GNUNET_break (0);
1641       GCT_debug (t, GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR);
1642       GCP_debug (t->peer, GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR);
1643     }
1644     return NULL;
1645   }
1646
1647   msg = (struct GNUNET_CADET_KX *) cbuf;
1648   msg->header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KX);
1649   msg->header.size = htons (sizeof (struct GNUNET_CADET_KX) + size);
1650   c = tunnel_get_connection (t);
1651   if (NULL == c)
1652   {
1653     if (NULL == t->destroy_task && CADET_TUNNEL_READY == t->cstate)
1654     {
1655       GNUNET_break (0);
1656       GCT_debug (t, GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR);
1657     }
1658     return NULL;
1659   }
1660   switch (type)
1661   {
1662     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KX_EPHEMERAL:
1663     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_AX_KX:
1664       GNUNET_assert (NULL == t->ephm_h);
1665       cont = &ephm_sent;
1666       break;
1667     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KX_PONG:
1668       GNUNET_assert (NULL == t->pong_h);
1669       cont = &pong_sent;
1670       break;
1671
1672     default:
1673       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "unkown type %s\n", GC_m2s (type));
1674       GNUNET_assert (0);
1675   }
1676   memcpy (&msg[1], message, size);
1677
1678   fwd = GCC_is_origin (c, GNUNET_YES);
1679
1680   return GCC_send_prebuilt_message (&msg->header, type, 0, c,
1681                                     fwd, GNUNET_YES,
1682                                     cont, t);
1683 }
1684
1685
1686 /**
1687  * Send the ephemeral key on a tunnel.
1688  *
1689  * @param t Tunnel on which to send the key.
1690  */
1691 static void
1692 send_ephemeral (struct CadetTunnel *t)
1693 {
1694   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "===> EPHM for %s\n", GCT_2s (t));
1695   if (NULL != t->ephm_h)
1696   {
1697     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "     already queued\n");
1698     return;
1699   }
1700
1701   kx_msg.sender_status = htonl (t->estate);
1702   kx_msg.iv = GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE, UINT32_MAX);
1703   kx_msg.nonce = t->kx_ctx->challenge;
1704   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  send nonce c %u\n", kx_msg.nonce);
1705   t_encrypt (t, &kx_msg.nonce, &kx_msg.nonce,
1706              ping_encryption_size(), kx_msg.iv, GNUNET_YES);
1707   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  send nonce e %u\n", kx_msg.nonce);
1708   t->ephm_h = send_kx (t, &kx_msg.header);
1709 }
1710
1711
1712 /**
1713  * Send a pong message on a tunnel.
1714  *d_
1715  * @param t Tunnel on which to send the pong.
1716  * @param challenge Value sent in the ping that we have to send back.
1717  */
1718 static void
1719 send_pong (struct CadetTunnel *t, uint32_t challenge)
1720 {
1721   struct GNUNET_CADET_KX_Pong msg;
1722
1723   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "===> PONG for %s\n", GCT_2s (t));
1724   if (NULL != t->pong_h)
1725   {
1726     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "     already queued\n");
1727     return;
1728   }
1729   msg.header.size = htons (sizeof (msg));
1730   msg.header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KX_PONG);
1731   msg.iv = GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE, UINT32_MAX);
1732   msg.nonce = challenge;
1733   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  sending %u\n", msg.nonce);
1734   t_encrypt (t, &msg.nonce, &msg.nonce,
1735              sizeof (msg.nonce), msg.iv, GNUNET_YES);
1736   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  e sending %u\n", msg.nonce);
1737
1738   t->pong_h = send_kx (t, &msg.header);
1739 }
1740
1741
1742 /**
1743  * Initiate a rekey with the remote peer.
1744  *
1745  * @param cls Closure (tunnel).
1746  * @param tc TaskContext.
1747  */
1748 static void
1749 rekey_tunnel (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
1750 {
1751   struct CadetTunnel *t = cls;
1752
1753   t->rekey_task = NULL;
1754
1755   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "Re-key Tunnel %s\n", GCT_2s (t));
1756   if (NULL != tc && 0 != (GNUNET_SCHEDULER_REASON_SHUTDOWN & tc->reason))
1757     return;
1758
1759   GNUNET_assert (NULL != t->kx_ctx);
1760   struct GNUNET_TIME_Relative duration;
1761
1762   duration = GNUNET_TIME_absolute_get_duration (t->kx_ctx->rekey_start_time);
1763   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " kx started %s ago\n",
1764         GNUNET_STRINGS_relative_time_to_string (duration, GNUNET_YES));
1765
1766   // FIXME make duration of old keys configurable
1767   if (duration.rel_value_us >= GNUNET_TIME_UNIT_MINUTES.rel_value_us)
1768   {
1769     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " deleting old keys\n");
1770     memset (&t->kx_ctx->d_key_old, 0, sizeof (t->kx_ctx->d_key_old));
1771     memset (&t->kx_ctx->e_key_old, 0, sizeof (t->kx_ctx->e_key_old));
1772   }
1773
1774   send_ephemeral (t);
1775
1776   switch (t->estate)
1777   {
1778     case CADET_TUNNEL_KEY_UNINITIALIZED:
1779       GCT_change_estate (t, CADET_TUNNEL_KEY_SENT);
1780       break;
1781
1782     case CADET_TUNNEL_KEY_SENT:
1783       break;
1784
1785     case CADET_TUNNEL_KEY_OK:
1786       /* Inconsistent!
1787        * - state should have changed during rekey_iterator
1788        * - task should have been canceled at pong_handle
1789        */
1790       GNUNET_break (0);
1791       GCT_change_estate (t, CADET_TUNNEL_KEY_REKEY);
1792       break;
1793
1794     case CADET_TUNNEL_KEY_PING:
1795     case CADET_TUNNEL_KEY_REKEY:
1796       break;
1797
1798     default:
1799       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Unexpected state %u\n", t->estate);
1800   }
1801
1802   // FIXME exponential backoff
1803   struct GNUNET_TIME_Relative delay;
1804
1805   delay = GNUNET_TIME_relative_divide (rekey_period, 16);
1806   delay = GNUNET_TIME_relative_min (delay, REKEY_WAIT);
1807   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  next call in %s\n",
1808        GNUNET_STRINGS_relative_time_to_string (delay, GNUNET_YES));
1809   t->rekey_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (delay, &rekey_tunnel, t);
1810 }
1811
1812
1813 /**
1814  * Our ephemeral key has changed, create new session key on all tunnels.
1815  *
1816  * Each tunnel will start the Key Exchange with a random delay between
1817  * 0 and number_of_tunnels*100 milliseconds, so there are 10 key exchanges
1818  * per second, on average.
1819  *
1820  * @param cls Closure (size of the hashmap).
1821  * @param key Current public key.
1822  * @param value Value in the hash map (tunnel).
1823  *
1824  * @return #GNUNET_YES, so we should continue to iterate,
1825  */
1826 static int
1827 rekey_iterator (void *cls,
1828                 const struct GNUNET_PeerIdentity *key,
1829                 void *value)
1830 {
1831   struct CadetTunnel *t = value;
1832   struct GNUNET_TIME_Relative delay;
1833   long n = (long) cls;
1834   uint32_t r;
1835
1836   if (NULL != t->rekey_task)
1837     return GNUNET_YES;
1838
1839   if (GNUNET_YES == GCT_is_loopback (t))
1840     return GNUNET_YES;
1841
1842   r = GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_WEAK, (uint32_t) n * 100);
1843   delay = GNUNET_TIME_relative_multiply (GNUNET_TIME_UNIT_MILLISECONDS, r);
1844   t->rekey_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (delay, &rekey_tunnel, t);
1845   create_kx_ctx (t);
1846   GCT_change_estate (t, CADET_TUNNEL_KEY_REKEY);
1847
1848   return GNUNET_YES;
1849 }
1850
1851
1852 /**
1853  * Create a new ephemeral key and key message, schedule next rekeying.
1854  *
1855  * @param cls Closure (unused).
1856  * @param tc TaskContext.
1857  */
1858 static void
1859 rekey (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
1860 {
1861   struct GNUNET_TIME_Absolute time;
1862   long n;
1863
1864   rekey_task = NULL;
1865
1866   if (0 != (GNUNET_SCHEDULER_REASON_SHUTDOWN & tc->reason))
1867     return;
1868
1869   GNUNET_free_non_null (my_ephemeral_key);
1870   my_ephemeral_key = GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_create ();
1871
1872   time = GNUNET_TIME_absolute_get ();
1873   kx_msg.creation_time = GNUNET_TIME_absolute_hton (time);
1874   time = GNUNET_TIME_absolute_add (time, rekey_period);
1875   time = GNUNET_TIME_absolute_add (time, GNUNET_TIME_UNIT_MINUTES);
1876   kx_msg.expiration_time = GNUNET_TIME_absolute_hton (time);
1877   GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_get_public (my_ephemeral_key, &kx_msg.ephemeral_key);
1878   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "GLOBAL RE-KEY, NEW EPHM: %s\n",
1879        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &kx_msg.ephemeral_key));
1880
1881   GNUNET_assert (GNUNET_OK ==
1882                  GNUNET_CRYPTO_eddsa_sign (my_private_key,
1883                                            &kx_msg.purpose,
1884                                            &kx_msg.signature));
1885
1886   n = (long) GNUNET_CONTAINER_multipeermap_size (tunnels);
1887   GNUNET_CONTAINER_multipeermap_iterate (tunnels, &rekey_iterator, (void *) n);
1888
1889   rekey_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (rekey_period, &rekey, NULL);
1890 }
1891
1892
1893 /**
1894  * Called only on shutdown, destroy every tunnel.
1895  *
1896  * @param cls Closure (unused).
1897  * @param key Current public key.
1898  * @param value Value in the hash map (tunnel).
1899  *
1900  * @return #GNUNET_YES, so we should continue to iterate,
1901  */
1902 static int
1903 destroy_iterator (void *cls,
1904                 const struct GNUNET_PeerIdentity *key,
1905                 void *value)
1906 {
1907   struct CadetTunnel *t = value;
1908
1909   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "GCT_shutdown destroying tunnel at %p\n", t);
1910   GCT_destroy (t);
1911   return GNUNET_YES;
1912 }
1913
1914
1915 /**
1916  * Notify remote peer that we don't know a channel he is talking about,
1917  * probably CHANNEL_DESTROY was missed.
1918  *
1919  * @param t Tunnel on which to notify.
1920  * @param gid ID of the channel.
1921  */
1922 static void
1923 send_channel_destroy (struct CadetTunnel *t, unsigned int gid)
1924 {
1925   struct GNUNET_CADET_ChannelManage msg;
1926
1927   msg.header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_DESTROY);
1928   msg.header.size = htons (sizeof (msg));
1929   msg.chid = htonl (gid);
1930
1931   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1932        "WARNING destroying unknown channel %u on tunnel %s\n",
1933        gid, GCT_2s (t));
1934   send_prebuilt_message (&msg.header, t, NULL, GNUNET_YES, NULL, NULL, NULL);
1935 }
1936
1937
1938 /**
1939  * Demultiplex data per channel and call appropriate channel handler.
1940  *
1941  * @param t Tunnel on which the data came.
1942  * @param msg Data message.
1943  * @param fwd Is this message fwd? This only is meaningful in loopback channels.
1944  *            #GNUNET_YES if message is FWD on the respective channel (loopback)
1945  *            #GNUNET_NO if message is BCK on the respective channel (loopback)
1946  *            #GNUNET_SYSERR if message on a one-ended channel (remote)
1947  */
1948 static void
1949 handle_data (struct CadetTunnel *t,
1950              const struct GNUNET_CADET_Data *msg,
1951              int fwd)
1952 {
1953   struct CadetChannel *ch;
1954   size_t size;
1955
1956   /* Check size */
1957   size = ntohs (msg->header.size);
1958   if (size <
1959       sizeof (struct GNUNET_CADET_Data) +
1960       sizeof (struct GNUNET_MessageHeader))
1961   {
1962     GNUNET_break (0);
1963     return;
1964   }
1965   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " payload of type %s\n",
1966               GC_m2s (ntohs (msg[1].header.type)));
1967
1968   /* Check channel */
1969   ch = GCT_get_channel (t, ntohl (msg->chid));
1970   if (NULL == ch)
1971   {
1972     GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# data on unknown channel",
1973                               1, GNUNET_NO);
1974     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "WARNING channel 0x%X unknown\n",
1975          ntohl (msg->chid));
1976     send_channel_destroy (t, ntohl (msg->chid));
1977     return;
1978   }
1979
1980   GCCH_handle_data (ch, msg, fwd);
1981 }
1982
1983
1984 /**
1985  * Demultiplex data ACKs per channel and update appropriate channel buffer info.
1986  *
1987  * @param t Tunnel on which the DATA ACK came.
1988  * @param msg DATA ACK message.
1989  * @param fwd Is this message fwd? This only is meaningful in loopback channels.
1990  *            #GNUNET_YES if message is FWD on the respective channel (loopback)
1991  *            #GNUNET_NO if message is BCK on the respective channel (loopback)
1992  *            #GNUNET_SYSERR if message on a one-ended channel (remote)
1993  */
1994 static void
1995 handle_data_ack (struct CadetTunnel *t,
1996                  const struct GNUNET_CADET_DataACK *msg,
1997                  int fwd)
1998 {
1999   struct CadetChannel *ch;
2000   size_t size;
2001
2002   /* Check size */
2003   size = ntohs (msg->header.size);
2004   if (size != sizeof (struct GNUNET_CADET_DataACK))
2005   {
2006     GNUNET_break (0);
2007     return;
2008   }
2009
2010   /* Check channel */
2011   ch = GCT_get_channel (t, ntohl (msg->chid));
2012   if (NULL == ch)
2013   {
2014     GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# data ack on unknown channel",
2015                               1, GNUNET_NO);
2016     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "WARNING channel %u unknown\n",
2017          ntohl (msg->chid));
2018     return;
2019   }
2020
2021   GCCH_handle_data_ack (ch, msg, fwd);
2022 }
2023
2024
2025 /**
2026  * Handle channel create.
2027  *
2028  * @param t Tunnel on which the data came.
2029  * @param msg Data message.
2030  */
2031 static void
2032 handle_ch_create (struct CadetTunnel *t,
2033                   const struct GNUNET_CADET_ChannelCreate *msg)
2034 {
2035   struct CadetChannel *ch;
2036   size_t size;
2037
2038   /* Check size */
2039   size = ntohs (msg->header.size);
2040   if (size != sizeof (struct GNUNET_CADET_ChannelCreate))
2041   {
2042     GNUNET_break (0);
2043     return;
2044   }
2045
2046   /* Check channel */
2047   ch = GCT_get_channel (t, ntohl (msg->chid));
2048   if (NULL != ch && ! GCT_is_loopback (t))
2049   {
2050     /* Probably a retransmission, safe to ignore */
2051     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "   already exists...\n");
2052   }
2053   ch = GCCH_handle_create (t, msg);
2054   if (NULL != ch)
2055     GCT_add_channel (t, ch);
2056 }
2057
2058
2059
2060 /**
2061  * Handle channel NACK: check correctness and call channel handler for NACKs.
2062  *
2063  * @param t Tunnel on which the NACK came.
2064  * @param msg NACK message.
2065  */
2066 static void
2067 handle_ch_nack (struct CadetTunnel *t,
2068                 const struct GNUNET_CADET_ChannelManage *msg)
2069 {
2070   struct CadetChannel *ch;
2071   size_t size;
2072
2073   /* Check size */
2074   size = ntohs (msg->header.size);
2075   if (size != sizeof (struct GNUNET_CADET_ChannelManage))
2076   {
2077     GNUNET_break (0);
2078     return;
2079   }
2080
2081   /* Check channel */
2082   ch = GCT_get_channel (t, ntohl (msg->chid));
2083   if (NULL == ch)
2084   {
2085     GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# channel NACK on unknown channel",
2086                               1, GNUNET_NO);
2087     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "WARNING channel %u unknown\n",
2088          ntohl (msg->chid));
2089     return;
2090   }
2091
2092   GCCH_handle_nack (ch);
2093 }
2094
2095
2096 /**
2097  * Handle a CHANNEL ACK (SYNACK/ACK).
2098  *
2099  * @param t Tunnel on which the CHANNEL ACK came.
2100  * @param msg CHANNEL ACK message.
2101  * @param fwd Is this message fwd? This only is meaningful in loopback channels.
2102  *            #GNUNET_YES if message is FWD on the respective channel (loopback)
2103  *            #GNUNET_NO if message is BCK on the respective channel (loopback)
2104  *            #GNUNET_SYSERR if message on a one-ended channel (remote)
2105  */
2106 static void
2107 handle_ch_ack (struct CadetTunnel *t,
2108                const struct GNUNET_CADET_ChannelManage *msg,
2109                int fwd)
2110 {
2111   struct CadetChannel *ch;
2112   size_t size;
2113
2114   /* Check size */
2115   size = ntohs (msg->header.size);
2116   if (size != sizeof (struct GNUNET_CADET_ChannelManage))
2117   {
2118     GNUNET_break (0);
2119     return;
2120   }
2121
2122   /* Check channel */
2123   ch = GCT_get_channel (t, ntohl (msg->chid));
2124   if (NULL == ch)
2125   {
2126     GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# channel ack on unknown channel",
2127                               1, GNUNET_NO);
2128     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "WARNING channel %u unknown\n",
2129          ntohl (msg->chid));
2130     return;
2131   }
2132
2133   GCCH_handle_ack (ch, msg, fwd);
2134 }
2135
2136
2137 /**
2138  * Handle a channel destruction message.
2139  *
2140  * @param t Tunnel on which the message came.
2141  * @param msg Channel destroy message.
2142  * @param fwd Is this message fwd? This only is meaningful in loopback channels.
2143  *            #GNUNET_YES if message is FWD on the respective channel (loopback)
2144  *            #GNUNET_NO if message is BCK on the respective channel (loopback)
2145  *            #GNUNET_SYSERR if message on a one-ended channel (remote)
2146  */
2147 static void
2148 handle_ch_destroy (struct CadetTunnel *t,
2149                    const struct GNUNET_CADET_ChannelManage *msg,
2150                    int fwd)
2151 {
2152   struct CadetChannel *ch;
2153   size_t size;
2154
2155   /* Check size */
2156   size = ntohs (msg->header.size);
2157   if (size != sizeof (struct GNUNET_CADET_ChannelManage))
2158   {
2159     GNUNET_break (0);
2160     return;
2161   }
2162
2163   /* Check channel */
2164   ch = GCT_get_channel (t, ntohl (msg->chid));
2165   if (NULL == ch)
2166   {
2167     /* Probably a retransmission, safe to ignore */
2168     return;
2169   }
2170
2171   GCCH_handle_destroy (ch, msg, fwd);
2172 }
2173
2174
2175 /**
2176  * Create a new Axolotl ephemeral (ratchet) key.
2177  *
2178  * @param t Tunnel.
2179  */
2180 static void
2181 new_ephemeral (struct CadetTunnel *t)
2182 {
2183   GNUNET_free_non_null (t->ax->DHRs);
2184   t->ax->DHRs = GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_create();
2185 }
2186
2187
2188 /**
2189  * Free Axolotl data.
2190  *
2191  * @param t Tunnel.
2192  */
2193 static void
2194 destroy_ax (struct CadetTunnel *t)
2195 {
2196   if (NULL == t->ax)
2197     return;
2198
2199   GNUNET_free_non_null (t->ax->DHRs);
2200   GNUNET_free_non_null (t->ax->kx_0);
2201
2202   GNUNET_free (t->ax);
2203   t->ax = NULL;
2204 }
2205
2206
2207
2208 /**
2209  * The peer's ephemeral key has changed: update the symmetrical keys.
2210  *
2211  * @param t Tunnel this message came on.
2212  * @param msg Key eXchange message.
2213  */
2214 static void
2215 handle_ephemeral (struct CadetTunnel *t,
2216                   const struct GNUNET_CADET_KX_Ephemeral *msg)
2217 {
2218   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "<=== EPHM for %s\n", GCT_2s (t));
2219
2220   if (GNUNET_OK != check_ephemeral (t, msg))
2221   {
2222     GNUNET_break_op (0);
2223     return;
2224   }
2225
2226   /* If we get a proper OTR-style ephemeral, fallback to old crypto. */
2227   if (NULL != t->ax)
2228   {
2229     destroy_ax (t);
2230     t->enc_type = CADET_Fallback;
2231     if (NULL != t->rekey_task)
2232       GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->rekey_task);
2233     create_kx_ctx (t);
2234     rekey_tunnel (t, NULL);
2235   }
2236
2237   /**
2238    * If the key is different from what we know, derive the new E/D keys.
2239    * Else destroy the rekey ctx (duplicate EPHM after successful KX).
2240    */
2241   if (0 != memcmp (&t->peers_ephemeral_key, &msg->ephemeral_key,
2242                    sizeof (msg->ephemeral_key)))
2243   {
2244     #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
2245     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "OLD: %s\n",
2246          GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->peers_ephemeral_key));
2247     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "NEW: %s\n",
2248          GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &msg->ephemeral_key));
2249     #endif
2250     t->peers_ephemeral_key = msg->ephemeral_key;
2251
2252     create_kx_ctx (t);
2253
2254     if (CADET_TUNNEL_KEY_OK == t->estate)
2255     {
2256       GCT_change_estate (t, CADET_TUNNEL_KEY_REKEY);
2257     }
2258     if (NULL != t->rekey_task)
2259       GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->rekey_task);
2260     t->rekey_task = GNUNET_SCHEDULER_add_now (rekey_tunnel, t);
2261   }
2262   if (CADET_TUNNEL_KEY_SENT == t->estate)
2263   {
2264     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  our key was sent, sending challenge\n");
2265     send_ephemeral (t);
2266     GCT_change_estate (t, CADET_TUNNEL_KEY_PING);
2267   }
2268
2269   if (CADET_TUNNEL_KEY_UNINITIALIZED != ntohl(msg->sender_status))
2270   {
2271     uint32_t nonce;
2272
2273     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  recv nonce e %u\n", msg->nonce);
2274     t_decrypt (t, &nonce, &msg->nonce, ping_encryption_size (), msg->iv);
2275     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  recv nonce c %u\n", nonce);
2276     send_pong (t, nonce);
2277   }
2278 }
2279
2280
2281 /**
2282  * Peer has answer to our challenge.
2283  * If answer is successful, consider the key exchange finished and clean
2284  * up all related state.
2285  *
2286  * @param t Tunnel this message came on.
2287  * @param msg Key eXchange Pong message.
2288  */
2289 static void
2290 handle_pong (struct CadetTunnel *t, const struct GNUNET_CADET_KX_Pong *msg)
2291 {
2292   uint32_t challenge;
2293
2294   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "<=== PONG for %s\n", GCT_2s (t));
2295   if (NULL == t->rekey_task)
2296   {
2297     GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# duplicate PONG messages", 1, GNUNET_NO);
2298     return;
2299   }
2300   if (NULL == t->kx_ctx)
2301   {
2302     GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# stray PONG messages", 1, GNUNET_NO);
2303     return;
2304   }
2305
2306   t_decrypt (t, &challenge, &msg->nonce, sizeof (uint32_t), msg->iv);
2307   if (challenge != t->kx_ctx->challenge)
2308   {
2309     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "Wrong PONG challenge on %s\n", GCT_2s (t));
2310     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "PONG: %u (e: %u). Expected: %u.\n",
2311          challenge, msg->nonce, t->kx_ctx->challenge);
2312     send_ephemeral (t);
2313     return;
2314   }
2315   GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->rekey_task);
2316   t->rekey_task = NULL;
2317
2318   /* Don't free the old keys right away, but after a delay.
2319    * Rationale: the KX could have happened over a very fast connection,
2320    * with payload traffic still signed with the old key stuck in a slower
2321    * connection.
2322    * Don't keep the keys longer than 1/4 the rekey period, and no longer than
2323    * one minute.
2324    */
2325   destroy_kx_ctx (t);
2326   GCT_change_estate (t, CADET_TUNNEL_KEY_OK);
2327 }
2328
2329
2330 /**
2331  * WARNING! DANGER! Do not use this if you don't know what you are doing!
2332  * Ask Christian Grothoff, Werner Koch, Dan Bernstein and $GOD!
2333  *
2334  * Transform a private EdDSA key (peer's key) into a key usable by DH.
2335  *
2336  * @param k Private EdDSA key to transform.
2337  *
2338  * @return Private key for EC Diffie-Hellman.
2339  */
2340 static const struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePrivateKey *
2341 get_private_ecdhe_from_eddsa (const struct GNUNET_CRYPTO_EddsaPrivateKey *k)
2342 {
2343   return (const struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePrivateKey *) k;
2344 }
2345
2346
2347 /**
2348  * WARNING! DANGER! Do not use this if you don't know what you are doing!
2349  * Ask Christian Grothoff, Werner Koch, Dan Bernstein and $GOD!
2350  *
2351  * Transform a public EdDSA key (peer's key) into a key usable by DH.
2352  *
2353  * @param k Public EdDSA key to transform (peer's ID).
2354  *
2355  * @return Public key for EC Diffie-Hellman.
2356  */
2357 static const struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey *
2358 get_public_ecdhe_from_id (const struct GNUNET_PeerIdentity *id)
2359 {
2360   return (const struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey *) id;
2361 }
2362
2363
2364 /**
2365  * Handle Axolotl handshake.
2366  *
2367  * @param t Tunnel this message came on.
2368  * @param msg Key eXchange Pong message.
2369  */
2370 static void
2371 handle_kx_ax (struct CadetTunnel *t, const struct GNUNET_CADET_AX_KX *msg)
2372 {
2373   struct CadetTunnelAxolotl *ax;
2374   struct GNUNET_HashCode key_material[3];
2375   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey keys[5];
2376   const struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey *pub;
2377   const struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePrivateKey *priv;
2378   const char salt[] = "CADET Axolotl salt";
2379   const struct GNUNET_PeerIdentity *pid;
2380   int is_alice;
2381
2382   if (NULL == t->ax)
2383   {
2384     /* Something is wrong if ax is NULL. Whose fault it is? */
2385     GNUNET_break_op (CADET_Fallback == t->enc_type);
2386     GNUNET_break (CADET_Axolotl == t->enc_type);
2387     return;
2388   }
2389
2390   pid = GCT_get_destination (t);
2391   if (0 > GNUNET_CRYPTO_cmp_peer_identity (&my_full_id, pid))
2392     is_alice = GNUNET_YES;
2393   else if (0 < GNUNET_CRYPTO_cmp_peer_identity (&my_full_id, pid))
2394     is_alice = GNUNET_NO;
2395   else
2396   {
2397     GNUNET_break_op (0);
2398     return;
2399   }
2400
2401   ax = t->ax;
2402   ax->DHRr = msg->ratchet_key;
2403
2404   /* ECDH A B0 */
2405   if (GNUNET_YES == is_alice)
2406   {
2407     priv = get_private_ecdhe_from_eddsa (my_private_key);       /* A */
2408     pub = &msg->ephemeral_key;                                  /* B0 */
2409   }
2410   else
2411   {
2412     priv = ax->kx_0;                                            /* B0 */
2413     pub = get_public_ecdhe_from_id (pid);                       /* A */
2414   }
2415   GNUNET_CRYPTO_ecc_ecdh (priv, pub, &key_material[0]);
2416
2417   /* ECDH A0 B */
2418   if (GNUNET_YES == is_alice)
2419   {
2420     priv = ax->kx_0;                                            /* A0 */
2421     pub = get_public_ecdhe_from_id (pid);                       /* B */
2422   }
2423   else
2424   {
2425     priv = get_private_ecdhe_from_eddsa (my_private_key);       /* B */
2426     pub = &msg->ephemeral_key;                                  /* A0 */
2427   }
2428   GNUNET_CRYPTO_ecc_ecdh (priv, pub, &key_material[1]);
2429
2430   /* ECDH A0 B0*/
2431   priv = ax->kx_0;                                              /* A0 or B0 */
2432   pub = &msg->ephemeral_key;                                    /* B0 or A0 */
2433   GNUNET_CRYPTO_ecc_ecdh (priv, pub, &key_material[2]);
2434
2435   /* KDF */
2436   GNUNET_CRYPTO_kdf (keys, sizeof (keys),
2437                      salt, sizeof (salt),
2438                      key_material, sizeof (key_material), NULL);
2439
2440   ax->RK = keys[0];
2441   if (GNUNET_YES == is_alice)
2442   {
2443     ax->HKr = keys[1];
2444     ax->NHKs = keys[2];
2445     ax->NHKr = keys[3];
2446     ax->CKr = keys[4];
2447     ax->ratchet_flag = GNUNET_YES;
2448   }
2449   else
2450   {
2451     ax->HKs = keys[1];
2452     ax->NHKr = keys[2];
2453     ax->NHKs = keys[3];
2454     ax->CKs = keys[4];
2455     ax->ratchet_flag = GNUNET_NO;
2456   }
2457 }
2458
2459
2460 /**
2461  * Demultiplex by message type and call appropriate handler for a message
2462  * towards a channel of a local tunnel.
2463  *
2464  * @param t Tunnel this message came on.
2465  * @param msgh Message header.
2466  * @param fwd Is this message fwd? This only is meaningful in loopback channels.
2467  *            #GNUNET_YES if message is FWD on the respective channel (loopback)
2468  *            #GNUNET_NO if message is BCK on the respective channel (loopback)
2469  *            #GNUNET_SYSERR if message on a one-ended channel (remote)
2470  */
2471 static void
2472 handle_decrypted (struct CadetTunnel *t,
2473                   const struct GNUNET_MessageHeader *msgh,
2474                   int fwd)
2475 {
2476   uint16_t type;
2477
2478   type = ntohs (msgh->type);
2479   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "<=== %s on %s\n", GC_m2s (type), GCT_2s (t));
2480
2481   switch (type)
2482   {
2483     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KEEPALIVE:
2484       /* Do nothing, connection aleady got updated. */
2485       GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# keepalives received", 1, GNUNET_NO);
2486       break;
2487
2488     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_DATA:
2489       /* Don't send hop ACK, wait for client to ACK */
2490       handle_data (t, (struct GNUNET_CADET_Data *) msgh, fwd);
2491       break;
2492
2493     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_DATA_ACK:
2494       handle_data_ack (t, (struct GNUNET_CADET_DataACK *) msgh, fwd);
2495       break;
2496
2497     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_CREATE:
2498       handle_ch_create (t, (struct GNUNET_CADET_ChannelCreate *) msgh);
2499       break;
2500
2501     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_NACK:
2502       handle_ch_nack (t, (struct GNUNET_CADET_ChannelManage *) msgh);
2503       break;
2504
2505     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_ACK:
2506       handle_ch_ack (t, (struct GNUNET_CADET_ChannelManage *) msgh, fwd);
2507       break;
2508
2509     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_DESTROY:
2510       handle_ch_destroy (t, (struct GNUNET_CADET_ChannelManage *) msgh, fwd);
2511       break;
2512
2513     default:
2514       GNUNET_break_op (0);
2515       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
2516            "end-to-end message not known (%u)\n",
2517            ntohs (msgh->type));
2518       GCT_debug (t, GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING);
2519   }
2520 }
2521
2522 /******************************************************************************/
2523 /********************************    API    ***********************************/
2524 /******************************************************************************/
2525 /**
2526  * Decrypt old format and demultiplex by message type. Call appropriate handler
2527  * for a message towards a channel of a local tunnel.
2528  *
2529  * @param t Tunnel this message came on.
2530  * @param msg Message header.
2531  */
2532 void
2533 GCT_handle_encrypted (struct CadetTunnel *t,
2534                       const struct GNUNET_MessageHeader *msg)
2535 {
2536   size_t size = ntohs (msg->size);
2537   size_t payload_size;
2538   int decrypted_size;
2539   char cbuf [size];
2540   uint16_t type = ntohs (msg->type);
2541   struct GNUNET_MessageHeader *msgh;
2542   unsigned int off;
2543
2544   if (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_ENCRYPTED == type)
2545   {
2546     const struct GNUNET_CADET_Encrypted *emsg;
2547
2548     emsg = (struct GNUNET_CADET_Encrypted *) msg;
2549     payload_size = size - sizeof (struct GNUNET_CADET_Encrypted);
2550     decrypted_size = t_decrypt_and_validate (t, cbuf, &emsg[1], payload_size,
2551                                              emsg->iv, &emsg->hmac);
2552   }
2553   else if (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_AX == type)
2554   {
2555     const struct GNUNET_CADET_AX *emsg;
2556
2557     emsg = (struct GNUNET_CADET_AX *) msg;
2558     payload_size = size - sizeof (struct GNUNET_CADET_AX);
2559     decrypted_size = t_ax_decrypt_and_validate (t, cbuf, &emsg[1],
2560                                                 payload_size, &emsg->hmac);
2561   }
2562
2563   if (-1 == decrypted_size)
2564   {
2565     GNUNET_break_op (0);
2566     return;
2567   }
2568
2569   off = 0;
2570   while (off < decrypted_size)
2571   {
2572     uint16_t msize;
2573
2574     msgh = (struct GNUNET_MessageHeader *) &cbuf[off];
2575     msize = ntohs (msgh->size);
2576     if (msize < sizeof (struct GNUNET_MessageHeader))
2577     {
2578       GNUNET_break_op (0);
2579       return;
2580     }
2581     handle_decrypted (t, msgh, GNUNET_SYSERR);
2582     off += msize;
2583   }
2584 }
2585
2586
2587 /**
2588  * Demultiplex an encapsulated KX message by message type.
2589  *
2590  * @param t Tunnel on which the message came.
2591  * @param message Payload of KX message.
2592  */
2593 void
2594 GCT_handle_kx (struct CadetTunnel *t,
2595                const struct GNUNET_MessageHeader *message)
2596 {
2597   uint16_t type;
2598
2599   type = ntohs (message->type);
2600   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "kx message received: %s\n", GC_m2s (type));
2601   switch (type)
2602   {
2603     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KX_EPHEMERAL:
2604       handle_ephemeral (t, (const struct GNUNET_CADET_KX_Ephemeral *) message);
2605       break;
2606
2607     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KX_PONG:
2608       handle_pong (t, (const struct GNUNET_CADET_KX_Pong *) message);
2609       break;
2610
2611     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_AX_KX:
2612       handle_kx_ax (t, (const struct GNUNET_CADET_AX_KX *) message);
2613       break;
2614
2615     default:
2616       GNUNET_break_op (0);
2617       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "kx message %s unknown\n", GC_m2s (type));
2618   }
2619 }
2620
2621
2622 /**
2623  * Initialize the tunnel subsystem.
2624  *
2625  * @param c Configuration handle.
2626  * @param key ECC private key, to derive all other keys and do crypto.
2627  */
2628 void
2629 GCT_init (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *c,
2630           const struct GNUNET_CRYPTO_EddsaPrivateKey *key)
2631 {
2632   int expected_overhead;
2633
2634   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "init\n");
2635
2636   expected_overhead = 0;
2637   expected_overhead += sizeof (struct GNUNET_CADET_Encrypted);
2638   expected_overhead += sizeof (struct GNUNET_CADET_Data);
2639   expected_overhead += sizeof (struct GNUNET_CADET_ACK);
2640   GNUNET_assert (GNUNET_CONSTANTS_CADET_P2P_OVERHEAD == expected_overhead);
2641
2642   if (GNUNET_OK !=
2643       GNUNET_CONFIGURATION_get_value_number (c, "CADET", "DEFAULT_TTL",
2644                                              &default_ttl))
2645   {
2646     GNUNET_log_config_invalid (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
2647                                "CADET", "DEFAULT_TTL", "USING DEFAULT");
2648     default_ttl = 64;
2649   }
2650   if (GNUNET_OK !=
2651       GNUNET_CONFIGURATION_get_value_time (c, "CADET", "REKEY_PERIOD",
2652                                            &rekey_period))
2653   {
2654     rekey_period = GNUNET_TIME_UNIT_DAYS;
2655   }
2656
2657   my_private_key = key;
2658
2659   kx_msg.header.size = htons (sizeof (kx_msg));
2660   kx_msg.header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KX_EPHEMERAL);
2661   kx_msg.purpose.purpose = htonl (GNUNET_SIGNATURE_PURPOSE_CADET_KX);
2662   kx_msg.purpose.size = htonl (ephemeral_purpose_size ());
2663   kx_msg.origin_identity = my_full_id;
2664   rekey_task = GNUNET_SCHEDULER_add_now (&rekey, NULL);
2665
2666   tunnels = GNUNET_CONTAINER_multipeermap_create (128, GNUNET_YES);
2667 }
2668
2669
2670 /**
2671  * Shut down the tunnel subsystem.
2672  */
2673 void
2674 GCT_shutdown (void)
2675 {
2676   if (NULL != rekey_task)
2677   {
2678     GNUNET_SCHEDULER_cancel (rekey_task);
2679     rekey_task = NULL;
2680   }
2681   GNUNET_CONTAINER_multipeermap_iterate (tunnels, &destroy_iterator, NULL);
2682   GNUNET_CONTAINER_multipeermap_destroy (tunnels);
2683 }
2684
2685
2686 /**
2687  * Create a tunnel.
2688  *
2689  * @param destination Peer this tunnel is towards.
2690  */
2691 struct CadetTunnel *
2692 GCT_new (struct CadetPeer *destination)
2693 {
2694   struct CadetTunnel *t;
2695
2696   t = GNUNET_new (struct CadetTunnel);
2697   t->next_chid = 0;
2698   t->peer = destination;
2699
2700   if (GNUNET_OK !=
2701       GNUNET_CONTAINER_multipeermap_put (tunnels, GCP_get_id (destination), t,
2702                                          GNUNET_CONTAINER_MULTIHASHMAPOPTION_UNIQUE_FAST))
2703   {
2704     GNUNET_break (0);
2705     GNUNET_free (t);
2706     return NULL;
2707   }
2708   t->ax = GNUNET_new (struct CadetTunnelAxolotl);
2709   new_ephemeral (t);
2710   t->ax->kx_0 = GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_create ();
2711   return t;
2712 }
2713
2714
2715 /**
2716  * Change the tunnel's connection state.
2717  *
2718  * @param t Tunnel whose connection state to change.
2719  * @param cstate New connection state.
2720  */
2721 void
2722 GCT_change_cstate (struct CadetTunnel* t, enum CadetTunnelCState cstate)
2723 {
2724   if (NULL == t)
2725     return;
2726   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Tunnel %s cstate %s => %s\n",
2727        GCP_2s (t->peer), cstate2s (t->cstate), cstate2s (cstate));
2728   if (myid != GCP_get_short_id (t->peer) &&
2729       CADET_TUNNEL_READY != t->cstate &&
2730       CADET_TUNNEL_READY == cstate)
2731   {
2732     t->cstate = cstate;
2733     if (CADET_TUNNEL_KEY_OK == t->estate)
2734     {
2735       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  cstate triggered send queued data\n");
2736       send_queued_data (t);
2737     }
2738     else if (CADET_TUNNEL_KEY_UNINITIALIZED == t->estate)
2739     {
2740       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  cstate triggered kx\n");
2741       GCT_send_ax_kx (t);
2742     }
2743   }
2744   t->cstate = cstate;
2745
2746   if (CADET_TUNNEL_READY == cstate
2747       && CONNECTIONS_PER_TUNNEL <= GCT_count_connections (t))
2748   {
2749     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  cstate triggered stop dht\n");
2750     GCP_stop_search (t->peer);
2751   }
2752 }
2753
2754
2755 /**
2756  * Change the tunnel encryption state.
2757  *
2758  * @param t Tunnel whose encryption state to change, or NULL.
2759  * @param state New encryption state.
2760  */
2761 void
2762 GCT_change_estate (struct CadetTunnel* t, enum CadetTunnelEState state)
2763 {
2764   enum CadetTunnelEState old;
2765
2766   if (NULL == t)
2767     return;
2768
2769   old = t->estate;
2770   t->estate = state;
2771   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Tunnel %s estate was %s\n",
2772        GCP_2s (t->peer), estate2s (old));
2773   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Tunnel %s estate is now %s\n",
2774        GCP_2s (t->peer), estate2s (t->estate));
2775
2776   /* Send queued data if enc state changes to OK */
2777   if (myid != GCP_get_short_id (t->peer) &&
2778       CADET_TUNNEL_KEY_OK != old && CADET_TUNNEL_KEY_OK == t->estate)
2779   {
2780     send_queued_data (t);
2781   }
2782 }
2783
2784
2785 /**
2786  * @brief Check if tunnel has too many connections, and remove one if necessary.
2787  *
2788  * Currently this means the newest connection, unless it is a direct one.
2789  * Implemented as a task to avoid freeing a connection that is in the middle
2790  * of being created/processed.
2791  *
2792  * @param cls Closure (Tunnel to check).
2793  * @param tc Task context.
2794  */
2795 static void
2796 trim_connections (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
2797 {
2798   struct CadetTunnel *t = cls;
2799
2800   t->trim_connections_task = NULL;
2801
2802   if (0 != (tc->reason & GNUNET_SCHEDULER_REASON_SHUTDOWN))
2803     return;
2804
2805   if (GCT_count_connections (t) > 2 * CONNECTIONS_PER_TUNNEL)
2806   {
2807     struct CadetTConnection *iter;
2808     struct CadetTConnection *c;
2809
2810     for (c = iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
2811     {
2812       if ((iter->created.abs_value_us > c->created.abs_value_us)
2813           && GNUNET_NO == GCC_is_direct (iter->c))
2814       {
2815         c = iter;
2816       }
2817     }
2818     if (NULL != c)
2819     {
2820       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Too many connections on tunnel %s\n",
2821            GCT_2s (t));
2822       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Destroying connection %s\n",
2823            GCC_2s (c->c));
2824       GCC_destroy (c->c);
2825     }
2826     else
2827     {
2828       GNUNET_break (0);
2829     }
2830   }
2831 }
2832
2833
2834 /**
2835  * Add a connection to a tunnel.
2836  *
2837  * @param t Tunnel.
2838  * @param c Connection.
2839  */
2840 void
2841 GCT_add_connection (struct CadetTunnel *t, struct CadetConnection *c)
2842 {
2843   struct CadetTConnection *aux;
2844
2845   GNUNET_assert (NULL != c);
2846
2847   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "add connection %s\n", GCC_2s (c));
2848   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " to tunnel %s\n", GCT_2s (t));
2849   for (aux = t->connection_head; aux != NULL; aux = aux->next)
2850     if (aux->c == c)
2851       return;
2852
2853   aux = GNUNET_new (struct CadetTConnection);
2854   aux->c = c;
2855   aux->created = GNUNET_TIME_absolute_get ();
2856
2857   GNUNET_CONTAINER_DLL_insert (t->connection_head, t->connection_tail, aux);
2858
2859   if (CADET_TUNNEL_SEARCHING == t->cstate)
2860     GCT_change_estate (t, CADET_TUNNEL_WAITING);
2861
2862   if (NULL != t->trim_connections_task)
2863     t->trim_connections_task = GNUNET_SCHEDULER_add_now (&trim_connections, t);
2864 }
2865
2866
2867 /**
2868  * Remove a connection from a tunnel.
2869  *
2870  * @param t Tunnel.
2871  * @param c Connection.
2872  */
2873 void
2874 GCT_remove_connection (struct CadetTunnel *t,
2875                        struct CadetConnection *c)
2876 {
2877   struct CadetTConnection *aux;
2878   struct CadetTConnection *next;
2879   unsigned int conns;
2880
2881   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Removing connection %s from tunnel %s\n",
2882        GCC_2s (c), GCT_2s (t));
2883   for (aux = t->connection_head; aux != NULL; aux = next)
2884   {
2885     next = aux->next;
2886     if (aux->c == c)
2887     {
2888       GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (t->connection_head, t->connection_tail, aux);
2889       GNUNET_free (aux);
2890     }
2891   }
2892
2893   conns = GCT_count_connections (t);
2894   if (0 == conns
2895       && NULL == t->destroy_task
2896       && CADET_TUNNEL_SHUTDOWN != t->cstate
2897       && GNUNET_NO == shutting_down)
2898   {
2899     if (0 == GCT_count_any_connections (t))
2900       GCT_change_cstate (t, CADET_TUNNEL_SEARCHING);
2901     else
2902       GCT_change_cstate (t, CADET_TUNNEL_WAITING);
2903   }
2904
2905   /* Start new connections if needed */
2906   if (CONNECTIONS_PER_TUNNEL > conns
2907       && NULL == t->destroy_task
2908       && CADET_TUNNEL_SHUTDOWN != t->cstate
2909       && GNUNET_NO == shutting_down)
2910   {
2911     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  too few connections, getting new ones\n");
2912     GCP_connect (t->peer); /* Will change cstate to WAITING when possible */
2913     return;
2914   }
2915
2916   /* If not marked as ready, no change is needed */
2917   if (CADET_TUNNEL_READY != t->cstate)
2918     return;
2919
2920   /* Check if any connection is ready to maintain cstate */
2921   for (aux = t->connection_head; aux != NULL; aux = aux->next)
2922     if (CADET_CONNECTION_READY == GCC_get_state (aux->c))
2923       return;
2924 }
2925
2926
2927 /**
2928  * Add a channel to a tunnel.
2929  *
2930  * @param t Tunnel.
2931  * @param ch Channel.
2932  */
2933 void
2934 GCT_add_channel (struct CadetTunnel *t, struct CadetChannel *ch)
2935 {
2936   struct CadetTChannel *aux;
2937
2938   GNUNET_assert (NULL != ch);
2939
2940   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Adding channel %p to tunnel %p\n", ch, t);
2941
2942   for (aux = t->channel_head; aux != NULL; aux = aux->next)
2943   {
2944     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  already there %p\n", aux->ch);
2945     if (aux->ch == ch)
2946       return;
2947   }
2948
2949   aux = GNUNET_new (struct CadetTChannel);
2950   aux->ch = ch;
2951   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " adding %p to %p\n", aux, t->channel_head);
2952   GNUNET_CONTAINER_DLL_insert_tail (t->channel_head, t->channel_tail, aux);
2953
2954   if (NULL != t->destroy_task)
2955   {
2956     GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->destroy_task);
2957     t->destroy_task = NULL;
2958     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " undo destroy!\n");
2959   }
2960 }
2961
2962
2963 /**
2964  * Remove a channel from a tunnel.
2965  *
2966  * @param t Tunnel.
2967  * @param ch Channel.
2968  */
2969 void
2970 GCT_remove_channel (struct CadetTunnel *t, struct CadetChannel *ch)
2971 {
2972   struct CadetTChannel *aux;
2973
2974   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Removing channel %p from tunnel %p\n", ch, t);
2975   for (aux = t->channel_head; aux != NULL; aux = aux->next)
2976   {
2977     if (aux->ch == ch)
2978     {
2979       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " found! %s\n", GCCH_2s (ch));
2980       GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (t->channel_head, t->channel_tail, aux);
2981       GNUNET_free (aux);
2982       return;
2983     }
2984   }
2985 }
2986
2987
2988 /**
2989  * Search for a channel by global ID.
2990  *
2991  * @param t Tunnel containing the channel.
2992  * @param chid Public channel number.
2993  *
2994  * @return channel handler, NULL if doesn't exist
2995  */
2996 struct CadetChannel *
2997 GCT_get_channel (struct CadetTunnel *t, CADET_ChannelNumber chid)
2998 {
2999   struct CadetTChannel *iter;
3000
3001   if (NULL == t)
3002     return NULL;
3003
3004   for (iter = t->channel_head; NULL != iter; iter = iter->next)
3005   {
3006     if (GCCH_get_id (iter->ch) == chid)
3007       break;
3008   }
3009
3010   return NULL == iter ? NULL : iter->ch;
3011 }
3012
3013
3014 /**
3015  * @brief Destroy a tunnel and free all resources.
3016  *
3017  * Should only be called a while after the tunnel has been marked as destroyed,
3018  * in case there is a new channel added to the same peer shortly after marking
3019  * the tunnel. This way we avoid a new public key handshake.
3020  *
3021  * @param cls Closure (tunnel to destroy).
3022  * @param tc Task context.
3023  */
3024 static void
3025 delayed_destroy (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
3026 {
3027   struct CadetTunnel *t = cls;
3028   struct CadetTConnection *iter;
3029
3030   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "delayed destroying tunnel %p\n", t);
3031   if (0 != (GNUNET_SCHEDULER_REASON_SHUTDOWN & tc->reason))
3032   {
3033     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
3034          "Not destroying tunnel, due to shutdown. "
3035          "Tunnel at %p should have been freed by GCT_shutdown\n", t);
3036     return;
3037   }
3038   t->destroy_task = NULL;
3039   t->cstate = CADET_TUNNEL_SHUTDOWN;
3040
3041   for (iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
3042   {
3043     GCC_send_destroy (iter->c);
3044   }
3045   GCT_destroy (t);
3046 }
3047
3048
3049 /**
3050  * Tunnel is empty: destroy it.
3051  *
3052  * Notifies all connections about the destruction.
3053  *
3054  * @param t Tunnel to destroy.
3055  */
3056 void
3057 GCT_destroy_empty (struct CadetTunnel *t)
3058 {
3059   if (GNUNET_YES == shutting_down)
3060     return; /* Will be destroyed immediately anyway */
3061
3062   if (NULL != t->destroy_task)
3063   {
3064     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
3065          "Tunnel %s is already scheduled for destruction. Tunnel debug dump:\n",
3066          GCT_2s (t));
3067     GCT_debug (t, GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING);
3068     GNUNET_break (0);
3069     /* should never happen, tunnel can only become empty once, and the
3070      * task identifier should be NO_TASK (cleaned when the tunnel was created
3071      * or became un-empty)
3072      */
3073     return;
3074   }
3075
3076   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Tunnel %s empty: scheduling destruction\n",
3077        GCT_2s (t));
3078
3079   // FIXME make delay a config option
3080   t->destroy_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (GNUNET_TIME_UNIT_MINUTES,
3081                                                   &delayed_destroy, t);
3082   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Scheduled destroy of %p as %llu\n",
3083        t, t->destroy_task);
3084 }
3085
3086
3087 /**
3088  * Destroy tunnel if empty (no more channels).
3089  *
3090  * @param t Tunnel to destroy if empty.
3091  */
3092 void
3093 GCT_destroy_if_empty (struct CadetTunnel *t)
3094 {
3095   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Tunnel %s destroy if empty\n", GCT_2s (t));
3096   if (0 < GCT_count_channels (t))
3097     return;
3098
3099   GCT_destroy_empty (t);
3100 }
3101
3102
3103 /**
3104  * Destroy the tunnel.
3105  *
3106  * This function does not generate any warning traffic to clients or peers.
3107  *
3108  * Tasks:
3109  * Cancel messages belonging to this tunnel queued to neighbors.
3110  * Free any allocated resources linked to the tunnel.
3111  *
3112  * @param t The tunnel to destroy.
3113  */
3114 void
3115 GCT_destroy (struct CadetTunnel *t)
3116 {
3117   struct CadetTConnection *iter_c;
3118   struct CadetTConnection *next_c;
3119   struct CadetTChannel *iter_ch;
3120   struct CadetTChannel *next_ch;
3121
3122   if (NULL == t)
3123     return;
3124
3125   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "destroying tunnel %s\n", GCP_2s (t->peer));
3126
3127   GNUNET_break (GNUNET_YES ==
3128                 GNUNET_CONTAINER_multipeermap_remove (tunnels,
3129                                                       GCP_get_id (t->peer), t));
3130
3131   for (iter_c = t->connection_head; NULL != iter_c; iter_c = next_c)
3132   {
3133     next_c = iter_c->next;
3134     GCC_destroy (iter_c->c);
3135   }
3136   for (iter_ch = t->channel_head; NULL != iter_ch; iter_ch = next_ch)
3137   {
3138     next_ch = iter_ch->next;
3139     GCCH_destroy (iter_ch->ch);
3140     /* Should only happen on shutdown, but it's ok. */
3141   }
3142
3143   if (NULL != t->destroy_task)
3144   {
3145     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "cancelling dest: %llX\n", t->destroy_task);
3146     GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->destroy_task);
3147     t->destroy_task = NULL;
3148   }
3149
3150   if (NULL != t->trim_connections_task)
3151   {
3152     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "cancelling trim: %llX\n",
3153          t->trim_connections_task);
3154     GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->trim_connections_task);
3155     t->trim_connections_task = NULL;
3156   }
3157
3158   GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# tunnels", -1, GNUNET_NO);
3159   GCP_set_tunnel (t->peer, NULL);
3160
3161   if (NULL != t->rekey_task)
3162   {
3163     GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->rekey_task);
3164     t->rekey_task = NULL;
3165   }
3166   if (NULL != t->kx_ctx)
3167   {
3168     if (NULL != t->kx_ctx->finish_task)
3169       GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->kx_ctx->finish_task);
3170     GNUNET_free (t->kx_ctx);
3171   }
3172
3173   if (NULL != t->ax)
3174     destroy_ax (t);
3175
3176   GNUNET_free (t);
3177 }
3178
3179
3180 /**
3181  * @brief Use the given path for the tunnel.
3182  * Update the next and prev hops (and RCs).
3183  * (Re)start the path refresh in case the tunnel is locally owned.
3184  *
3185  * @param t Tunnel to update.
3186  * @param p Path to use.
3187  *
3188  * @return Connection created.
3189  */
3190 struct CadetConnection *
3191 GCT_use_path (struct CadetTunnel *t, struct CadetPeerPath *p)
3192 {
3193   struct CadetConnection *c;
3194   struct GNUNET_CADET_Hash cid;
3195   unsigned int own_pos;
3196
3197   if (NULL == t || NULL == p)
3198   {
3199     GNUNET_break (0);
3200     return NULL;
3201   }
3202
3203   if (CADET_TUNNEL_SHUTDOWN == t->cstate)
3204   {
3205     GNUNET_break (0);
3206     return NULL;
3207   }
3208
3209   for (own_pos = 0; own_pos < p->length; own_pos++)
3210   {
3211     if (p->peers[own_pos] == myid)
3212       break;
3213   }
3214   if (own_pos >= p->length)
3215   {
3216     GNUNET_break_op (0);
3217     return NULL;
3218   }
3219
3220   GNUNET_CRYPTO_random_block (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE, &cid, sizeof (cid));
3221   c = GCC_new (&cid, t, p, own_pos);
3222   if (NULL == c)
3223   {
3224     /* Path was flawed */
3225     return NULL;
3226   }
3227   GCT_add_connection (t, c);
3228   return c;
3229 }
3230
3231
3232 /**
3233  * Count all created connections of a tunnel. Not necessarily ready connections!
3234  *
3235  * @param t Tunnel on which to count.
3236  *
3237  * @return Number of connections created, either being established or ready.
3238  */
3239 unsigned int
3240 GCT_count_any_connections (struct CadetTunnel *t)
3241 {
3242   struct CadetTConnection *iter;
3243   unsigned int count;
3244
3245   if (NULL == t)
3246     return 0;
3247
3248   for (count = 0, iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
3249     count++;
3250
3251   return count;
3252 }
3253
3254
3255 /**
3256  * Count established (ready) connections of a tunnel.
3257  *
3258  * @param t Tunnel on which to count.
3259  *
3260  * @return Number of connections.
3261  */
3262 unsigned int
3263 GCT_count_connections (struct CadetTunnel *t)
3264 {
3265   struct CadetTConnection *iter;
3266   unsigned int count;
3267
3268   if (NULL == t)
3269     return 0;
3270
3271   for (count = 0, iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
3272     if (CADET_CONNECTION_READY == GCC_get_state (iter->c))
3273       count++;
3274
3275   return count;
3276 }
3277
3278
3279 /**
3280  * Count channels of a tunnel.
3281  *
3282  * @param t Tunnel on which to count.
3283  *
3284  * @return Number of channels.
3285  */
3286 unsigned int
3287 GCT_count_channels (struct CadetTunnel *t)
3288 {
3289   struct CadetTChannel *iter;
3290   unsigned int count;
3291
3292   for (count = 0, iter = t->channel_head;
3293        NULL != iter;
3294        iter = iter->next, count++) /* skip */;
3295
3296   return count;
3297 }
3298
3299
3300 /**
3301  * Get the connectivity state of a tunnel.
3302  *
3303  * @param t Tunnel.
3304  *
3305  * @return Tunnel's connectivity state.
3306  */
3307 enum CadetTunnelCState
3308 GCT_get_cstate (struct CadetTunnel *t)
3309 {
3310   if (NULL == t)
3311   {
3312     GNUNET_assert (0);
3313     return (enum CadetTunnelCState) -1;
3314   }
3315   return t->cstate;
3316 }
3317
3318
3319 /**
3320  * Get the encryption state of a tunnel.
3321  *
3322  * @param t Tunnel.
3323  *
3324  * @return Tunnel's encryption state.
3325  */
3326 enum CadetTunnelEState
3327 GCT_get_estate (struct CadetTunnel *t)
3328 {
3329   if (NULL == t)
3330   {
3331     GNUNET_break (0);
3332     return (enum CadetTunnelEState) -1;
3333   }
3334   return t->estate;
3335 }
3336
3337 /**
3338  * Get the maximum buffer space for a tunnel towards a local client.
3339  *
3340  * @param t Tunnel.
3341  *
3342  * @return Biggest buffer space offered by any channel in the tunnel.
3343  */
3344 unsigned int
3345 GCT_get_channels_buffer (struct CadetTunnel *t)
3346 {
3347   struct CadetTChannel *iter;
3348   unsigned int buffer;
3349   unsigned int ch_buf;
3350
3351   if (NULL == t->channel_head)
3352   {
3353     /* Probably getting buffer for a channel create/handshake. */
3354     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  no channels, allow max\n");
3355     return 64;
3356   }
3357
3358   buffer = 0;
3359   for (iter = t->channel_head; NULL != iter; iter = iter->next)
3360   {
3361     ch_buf = get_channel_buffer (iter);
3362     if (ch_buf > buffer)
3363       buffer = ch_buf;
3364   }
3365   return buffer;
3366 }
3367
3368
3369 /**
3370  * Get the total buffer space for a tunnel for P2P traffic.
3371  *
3372  * @param t Tunnel.
3373  *
3374  * @return Buffer space offered by all connections in the tunnel.
3375  */
3376 unsigned int
3377 GCT_get_connections_buffer (struct CadetTunnel *t)
3378 {
3379   struct CadetTConnection *iter;
3380   unsigned int buffer;
3381
3382   if (GNUNET_NO == is_ready (t))
3383   {
3384     if (count_queued_data (t) > 3)
3385       return 0;
3386     else
3387       return 1;
3388   }
3389
3390   buffer = 0;
3391   for (iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
3392   {
3393     if (GCC_get_state (iter->c) != CADET_CONNECTION_READY)
3394     {
3395       continue;
3396     }
3397     buffer += get_connection_buffer (iter);
3398   }
3399
3400   return buffer;
3401 }
3402
3403
3404 /**
3405  * Get the tunnel's destination.
3406  *
3407  * @param t Tunnel.
3408  *
3409  * @return ID of the destination peer.
3410  */
3411 const struct GNUNET_PeerIdentity *
3412 GCT_get_destination (struct CadetTunnel *t)
3413 {
3414   return GCP_get_id (t->peer);
3415 }
3416
3417
3418 /**
3419  * Get the tunnel's next free global channel ID.
3420  *
3421  * @param t Tunnel.
3422  *
3423  * @return GID of a channel free to use.
3424  */
3425 CADET_ChannelNumber
3426 GCT_get_next_chid (struct CadetTunnel *t)
3427 {
3428   CADET_ChannelNumber chid;
3429   CADET_ChannelNumber mask;
3430   int result;
3431
3432   /* Set bit 30 depending on the ID relationship. Bit 31 is always 0 for GID.
3433    * If our ID is bigger or loopback tunnel, start at 0, bit 30 = 0
3434    * If peer's ID is bigger, start at 0x4... bit 30 = 1
3435    */
3436   result = GNUNET_CRYPTO_cmp_peer_identity (&my_full_id, GCP_get_id (t->peer));
3437   if (0 > result)
3438     mask = 0x40000000;
3439   else
3440     mask = 0x0;
3441   t->next_chid |= mask;
3442
3443   while (NULL != GCT_get_channel (t, t->next_chid))
3444   {
3445     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Channel %u exists...\n", t->next_chid);
3446     t->next_chid = (t->next_chid + 1) & ~GNUNET_CADET_LOCAL_CHANNEL_ID_CLI;
3447     t->next_chid |= mask;
3448   }
3449   chid = t->next_chid;
3450   t->next_chid = (t->next_chid + 1) & ~GNUNET_CADET_LOCAL_CHANNEL_ID_CLI;
3451   t->next_chid |= mask;
3452
3453   return chid;
3454 }
3455
3456
3457 /**
3458  * Send ACK on one or more channels due to buffer in connections.
3459  *
3460  * @param t Channel which has some free buffer space.
3461  */
3462 void
3463 GCT_unchoke_channels (struct CadetTunnel *t)
3464 {
3465   struct CadetTChannel *iter;
3466   unsigned int buffer;
3467   unsigned int channels = GCT_count_channels (t);
3468   unsigned int choked_n;
3469   struct CadetChannel *choked[channels];
3470
3471   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "GCT_unchoke_channels on %s\n", GCT_2s (t));
3472   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " head: %p\n", t->channel_head);
3473   if (NULL != t->channel_head)
3474     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " head ch: %p\n", t->channel_head->ch);
3475
3476   /* Get buffer space */
3477   buffer = GCT_get_connections_buffer (t);
3478   if (0 == buffer)
3479   {
3480     return;
3481   }
3482
3483   /* Count and remember choked channels */
3484   choked_n = 0;
3485   for (iter = t->channel_head; NULL != iter; iter = iter->next)
3486   {
3487     if (GNUNET_NO == get_channel_allowed (iter))
3488     {
3489       choked[choked_n++] = iter->ch;
3490     }
3491   }
3492
3493   /* Unchoke random channels */
3494   while (0 < buffer && 0 < choked_n)
3495   {
3496     unsigned int r = GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_WEAK,
3497                                                choked_n);
3498     GCCH_allow_client (choked[r], GCCH_is_origin (choked[r], GNUNET_YES));
3499     choked_n--;
3500     buffer--;
3501     choked[r] = choked[choked_n];
3502   }
3503 }
3504
3505
3506 /**
3507  * Send ACK on one or more connections due to buffer space to the client.
3508  *
3509  * Iterates all connections of the tunnel and sends ACKs appropriately.
3510  *
3511  * @param t Tunnel.
3512  */
3513 void
3514 GCT_send_connection_acks (struct CadetTunnel *t)
3515 {
3516   struct CadetTConnection *iter;
3517   uint32_t allowed;
3518   uint32_t to_allow;
3519   uint32_t allow_per_connection;
3520   unsigned int cs;
3521   unsigned int buffer;
3522
3523   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Tunnel send connection ACKs on %s\n",
3524        GCT_2s (t));
3525
3526   if (NULL == t)
3527   {
3528     GNUNET_break (0);
3529     return;
3530   }
3531
3532   if (CADET_TUNNEL_READY != t->cstate)
3533     return;
3534
3535   buffer = GCT_get_channels_buffer (t);
3536   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  buffer %u\n", buffer);
3537
3538   /* Count connections, how many messages are already allowed */
3539   cs = GCT_count_connections (t);
3540   for (allowed = 0, iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
3541   {
3542     allowed += get_connection_allowed (iter);
3543   }
3544   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  allowed %u\n", allowed);
3545
3546   /* Make sure there is no overflow */
3547   if (allowed > buffer)
3548     return;
3549
3550   /* Authorize connections to send more data */
3551   to_allow = buffer - allowed;
3552
3553   for (iter = t->connection_head;
3554        NULL != iter && to_allow > 0;
3555        iter = iter->next)
3556   {
3557     if (CADET_CONNECTION_READY != GCC_get_state (iter->c)
3558         || get_connection_allowed (iter) > 64 / 3)
3559     {
3560       continue;
3561     }
3562     allow_per_connection = to_allow/cs;
3563     to_allow -= allow_per_connection;
3564     cs--;
3565     GCC_allow (iter->c, allow_per_connection,
3566                GCC_is_origin (iter->c, GNUNET_NO));
3567   }
3568
3569   if (0 != to_allow)
3570   {
3571     /* Since we don't allow if it's allowed to send 64/3, this can happen. */
3572     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  reminding to_allow: %u\n", to_allow);
3573   }
3574 }
3575
3576
3577 /**
3578  * Cancel a previously sent message while it's in the queue.
3579  *
3580  * ONLY can be called before the continuation given to the send function
3581  * is called. Once the continuation is called, the message is no longer in the
3582  * queue.
3583  *
3584  * @param q Handle to the queue.
3585  */
3586 void
3587 GCT_cancel (struct CadetTunnelQueue *q)
3588 {
3589   if (NULL != q->cq)
3590   {
3591     GCC_cancel (q->cq);
3592     /* tun_message_sent() will be called and free q */
3593   }
3594   else if (NULL != q->tqd)
3595   {
3596     unqueue_data (q->tqd);
3597     q->tqd = NULL;
3598     if (NULL != q->cont)
3599       q->cont (q->cont_cls, NULL, q, 0, 0);
3600     GNUNET_free (q);
3601   }
3602   else
3603   {
3604     GNUNET_break (0);
3605   }
3606 }
3607
3608
3609 /**
3610  * Sends an already built message on a tunnel, encrypting it and
3611  * choosing the best connection if not provided.
3612  *
3613  * @param message Message to send. Function modifies it.
3614  * @param t Tunnel on which this message is transmitted.
3615  * @param c Connection to use (autoselect if NULL).
3616  * @param force Force the tunnel to take the message (buffer overfill).
3617  * @param cont Continuation to call once message is really sent.
3618  * @param cont_cls Closure for @c cont.
3619  *
3620  * @return Handle to cancel message. NULL if @c cont is NULL.
3621  */
3622 struct CadetTunnelQueue *
3623 GCT_send_prebuilt_message (const struct GNUNET_MessageHeader *message,
3624                            struct CadetTunnel *t, struct CadetConnection *c,
3625                            int force, GCT_sent cont, void *cont_cls)
3626 {
3627   return send_prebuilt_message (message, t, c, force, cont, cont_cls, NULL);
3628 }
3629
3630
3631 /**
3632  * Send an Axolotl KX message.
3633  *
3634  * @param t Tunnel on which to send it.
3635  */
3636 void
3637 GCT_send_ax_kx (struct CadetTunnel *t)
3638 {
3639   struct GNUNET_CADET_AX_KX msg;
3640
3641   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "===> AX_KX for %s\n", GCT_2s (t));
3642
3643   msg.header.size = htons (sizeof (msg));
3644   msg.header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_AX_KX);
3645   GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_get_public (t->ax->kx_0, &msg.ephemeral_key);
3646   GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_get_public (t->ax->DHRs, &msg.ratchet_key);
3647
3648   t->ephm_h = send_kx (t, &msg);
3649 }
3650
3651
3652 /**
3653  * Sends an already built and encrypted message on a tunnel, choosing the best
3654  * connection. Useful for re-queueing messages queued on a destroyed connection.
3655  *
3656  * @param message Message to send. Function modifies it.
3657  * @param t Tunnel on which this message is transmitted.
3658  */
3659 void
3660 GCT_resend_message (const struct GNUNET_MessageHeader *message,
3661                     struct CadetTunnel *t)
3662 {
3663   struct CadetConnection *c;
3664   int fwd;
3665
3666   c = tunnel_get_connection (t);
3667   if (NULL == c)
3668   {
3669     /* TODO queue in tunnel, marked as encrypted */
3670     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "No connection available, dropping.\n");
3671     return;
3672   }
3673   fwd = GCC_is_origin (c, GNUNET_YES);
3674   GNUNET_break (NULL == GCC_send_prebuilt_message (message, 0, 0, c, fwd,
3675                                                    GNUNET_YES, NULL, NULL));
3676 }
3677
3678
3679 /**
3680  * Is the tunnel directed towards the local peer?
3681  *
3682  * @param t Tunnel.
3683  *
3684  * @return #GNUNET_YES if it is loopback.
3685  */
3686 int
3687 GCT_is_loopback (const struct CadetTunnel *t)
3688 {
3689   return (myid == GCP_get_short_id (t->peer));
3690 }
3691
3692
3693 /**
3694  * Is the tunnel this path already?
3695  *
3696  * @param t Tunnel.
3697  * @param p Path.
3698  *
3699  * @return #GNUNET_YES a connection uses this path.
3700  */
3701 int
3702 GCT_is_path_used (const struct CadetTunnel *t, const struct CadetPeerPath *p)
3703 {
3704   struct CadetTConnection *iter;
3705
3706   for (iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
3707     if (path_equivalent (GCC_get_path (iter->c), p))
3708       return GNUNET_YES;
3709
3710   return GNUNET_NO;
3711 }
3712
3713
3714 /**
3715  * Get a cost of a path for a tunnel considering existing connections.
3716  *
3717  * @param t Tunnel.
3718  * @param path Candidate path.
3719  *
3720  * @return Cost of the path (path length + number of overlapping nodes)
3721  */
3722 unsigned int
3723 GCT_get_path_cost (const struct CadetTunnel *t,
3724                    const struct CadetPeerPath *path)
3725 {
3726   struct CadetTConnection *iter;
3727   const struct CadetPeerPath *aux;
3728   unsigned int overlap;
3729   unsigned int i;
3730   unsigned int j;
3731
3732   if (NULL == path)
3733     return 0;
3734
3735   overlap = 0;
3736   GNUNET_assert (NULL != t);
3737
3738   for (i = 0; i < path->length; i++)
3739   {
3740     for (iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
3741     {
3742       aux = GCC_get_path (iter->c);
3743       if (NULL == aux)
3744         continue;
3745
3746       for (j = 0; j < aux->length; j++)
3747       {
3748         if (path->peers[i] == aux->peers[j])
3749         {
3750           overlap++;
3751           break;
3752         }
3753       }
3754     }
3755   }
3756   return path->length + overlap;
3757 }
3758
3759
3760 /**
3761  * Get the static string for the peer this tunnel is directed.
3762  *
3763  * @param t Tunnel.
3764  *
3765  * @return Static string the destination peer's ID.
3766  */
3767 const char *
3768 GCT_2s (const struct CadetTunnel *t)
3769 {
3770   if (NULL == t)
3771     return "(NULL)";
3772
3773   return GCP_2s (t->peer);
3774 }
3775
3776
3777 /******************************************************************************/
3778 /*****************************    INFO/DEBUG    *******************************/
3779 /******************************************************************************/
3780
3781 /**
3782  * Log all possible info about the tunnel state.
3783  *
3784  * @param t Tunnel to debug.
3785  * @param level Debug level to use.
3786  */
3787 void
3788 GCT_debug (const struct CadetTunnel *t, enum GNUNET_ErrorType level)
3789 {
3790   struct CadetTChannel *iterch;
3791   struct CadetTConnection *iterc;
3792   int do_log;
3793
3794   do_log = GNUNET_get_log_call_status (level & (~GNUNET_ERROR_TYPE_BULK),
3795                                        "cadet-tun",
3796                                        __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
3797   if (0 == do_log)
3798     return;
3799
3800   LOG2 (level, "TTT DEBUG TUNNEL TOWARDS %s\n", GCT_2s (t));
3801   LOG2 (level, "TTT  cstate %s, estate %s\n",
3802        cstate2s (t->cstate), estate2s (t->estate));
3803   LOG2 (level, "TTT  kx_ctx %p, rekey_task %u, finish task %u\n",
3804         t->kx_ctx, t->rekey_task, t->kx_ctx ? t->kx_ctx->finish_task : 0);
3805 #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
3806   LOG2 (level, "TTT  my EPHM\t %s\n",
3807         GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &kx_msg.ephemeral_key));
3808   LOG2 (level, "TTT  peers EPHM:\t %s\n",
3809         GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->peers_ephemeral_key));
3810   LOG2 (level, "TTT  ENC key:\t %s\n",
3811         GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->e_key));
3812   LOG2 (level, "TTT  DEC key:\t %s\n",
3813         GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->d_key));
3814   if (t->kx_ctx)
3815   {
3816     LOG2 (level, "TTT  OLD ENC key:\t %s\n",
3817           GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->kx_ctx->e_key_old));
3818     LOG2 (level, "TTT  OLD DEC key:\t %s\n",
3819           GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->kx_ctx->d_key_old));
3820   }
3821 #endif
3822   LOG2 (level, "TTT  tq_head %p, tq_tail %p\n", t->tq_head, t->tq_tail);
3823   LOG2 (level, "TTT  destroy %u\n", t->destroy_task);
3824
3825   LOG2 (level, "TTT  channels:\n");
3826   for (iterch = t->channel_head; NULL != iterch; iterch = iterch->next)
3827   {
3828     LOG2 (level, "TTT  - %s\n", GCCH_2s (iterch->ch));
3829   }
3830
3831   LOG2 (level, "TTT  connections:\n");
3832   for (iterc = t->connection_head; NULL != iterc; iterc = iterc->next)
3833   {
3834     GCC_debug (iterc->c, level);
3835   }
3836
3837   LOG2 (level, "TTT DEBUG TUNNEL END\n");
3838 }
3839
3840
3841 /**
3842  * Iterate all tunnels.
3843  *
3844  * @param iter Iterator.
3845  * @param cls Closure for @c iter.
3846  */
3847 void
3848 GCT_iterate_all (GNUNET_CONTAINER_PeerMapIterator iter, void *cls)
3849 {
3850   GNUNET_CONTAINER_multipeermap_iterate (tunnels, iter, cls);
3851 }
3852
3853
3854 /**
3855  * Count all tunnels.
3856  *
3857  * @return Number of tunnels to remote peers kept by this peer.
3858  */
3859 unsigned int
3860 GCT_count_all (void)
3861 {
3862   return GNUNET_CONTAINER_multipeermap_size (tunnels);
3863 }
3864
3865
3866 /**
3867  * Iterate all connections of a tunnel.
3868  *
3869  * @param t Tunnel whose connections to iterate.
3870  * @param iter Iterator.
3871  * @param cls Closure for @c iter.
3872  */
3873 void
3874 GCT_iterate_connections (struct CadetTunnel *t, GCT_conn_iter iter, void *cls)
3875 {
3876   struct CadetTConnection *ct;
3877
3878   for (ct = t->connection_head; NULL != ct; ct = ct->next)
3879     iter (cls, ct->c);
3880 }
3881
3882
3883 /**
3884  * Iterate all channels of a tunnel.
3885  *
3886  * @param t Tunnel whose channels to iterate.
3887  * @param iter Iterator.
3888  * @param cls Closure for @c iter.
3889  */
3890 void
3891 GCT_iterate_channels (struct CadetTunnel *t, GCT_chan_iter iter, void *cls)
3892 {
3893   struct CadetTChannel *cht;
3894
3895   for (cht = t->channel_head; NULL != cht; cht = cht->next)
3896     iter (cls, cht->ch);
3897 }