src/cadet/gnunet-service-cadet_tunnel.c

   1 /*
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   4
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   9
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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 #define MAX_SKIPPED_KEYS        64
  47 #define MAX_KEY_GAP             256
  48 #define AX_HEADER_SIZE (sizeof (uint32_t) * 2\
  49                         + sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey))
  50
  51
  52 /******************************************************************************/
  53 /********************************   STRUCTS  **********************************/
  54 /******************************************************************************/
  55
  56 struct CadetTChannel
  57 {
  58   struct CadetTChannel *next;
  59   struct CadetTChannel *prev;
  60   struct CadetChannel *ch;
  61 };
  62
  63
  64 /**
  65  * Connection list and metadata.
  66  */
  67 struct CadetTConnection
  68 {
  69   /**
  70    * Next in DLL.
  71    */
  72   struct CadetTConnection *next;
  73
  74   /**
  75    * Prev in DLL.
  76    */
  77   struct CadetTConnection *prev;
  78
  79   /**
  80    * Connection handle.
  81    */
  82   struct CadetConnection *c;
  83
  84   /**
  85    * Creation time, to keep oldest connection alive.
  86    */
  87   struct GNUNET_TIME_Absolute created;
  88
  89   /**
  90    * Connection throughput, to keep fastest connection alive.
  91    */
  92   uint32_t throughput;
  93 };
  94
  95 /**
  96  * Structure used during a Key eXchange.
  97  */
  98 struct CadetTunnelKXCtx
  99 {
 100   /**
 101    * Encryption ("our") old "confirmed" key, for encrypting traffic sent by us
 102    * end before the key exchange is finished or times out.
 103    */
 104   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey e_key_old;
 105
 106   /**
 107    * Decryption ("their") old "confirmed" key, for decrypting traffic sent by
 108    * the other end before the key exchange started.
 109    */
 110   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey d_key_old;
 111
 112   /**
 113    * Same as @c e_key_old, for the case of two simultaneous KX.
 114    * This can happen if cadet decides to start a re-key while the peer has also
 115    * started its re-key (due to network delay this is impossible to avoid).
 116    * In this case, the key material generated with the peer's old ephemeral
 117    * *might* (but doesn't have to) be incorrect.
 118    * Since no more than two re-keys can happen simultaneously, this is enough.
 119    */
 120   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey e_key_old2;
 121
 122   /**
 123    * Same as @c d_key_old, for the case described in @c e_key_old2.
 124    */
 125   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey d_key_old2;
 126
 127   /**
 128    * Challenge to send and expect in the PONG.
 129    */
 130   uint32_t challenge;
 131
 132   /**
 133    * When the rekey started. One minute after this the new key will be used.
 134    */
 135   struct GNUNET_TIME_Absolute rekey_start_time;
 136
 137   /**
 138    * Task for delayed destruction of the Key eXchange context, to allow delayed
 139    * messages with the old key to be decrypted successfully.
 140    */
 141   struct GNUNET_SCHEDULER_Task *finish_task;
 142 };
 143
 144 /**
 145  * Encryption systems possible.
 146  */
 147 enum CadetTunnelEncryption
 148 {
 149   /**
 150    * Default Axolotl system.
 151    */
 152   CADET_Axolotl,
 153
 154   /**
 155    * Fallback OTR-style encryption.
 156    */
 157   CADET_OTR
 158 };
 159
 160 /**
 161  * Struct to old keys for skipped messages while advancing the Axolotl ratchet.
 162  */
 163 struct CadetTunnelSkippedKey
 164 {
 165   /**
 166    * DLL next.
 167    */
 168   struct CadetTunnelSkippedKey *next;
 169
 170   /**
 171    * DLL prev.
 172    */
 173   struct CadetTunnelSkippedKey *prev;
 174
 175   /**
 176    * When was this key stored (for timeout).
 177    */
 178   struct GNUNET_TIME_Absolute timestamp;
 179
 180   /**
 181    * Header key.
 182    */
 183   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey HK;
 184
 185   /**
 186    * Message key.
 187    */
 188   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey MK;
 189 };
 190
 191 /**
 192  * Axolotl data, according to @url https://github.com/trevp/axolotl/wiki .
 193  */
 194 struct CadetTunnelAxolotl
 195 {
 196   /**
 197    * A (double linked) list of stored message keys and associated header keys
 198    * for "skipped" messages, i.e. messages that have not been
 199    * received despite the reception of more recent messages, (head).
 200    */
 201   struct CadetTunnelSkippedKey *skipped_head;
 202
 203   /**
 204    * Skipped messages' keys DLL, tail.
 205    */
 206   struct CadetTunnelSkippedKey *skipped_tail;
 207
 208   /**
 209    * Elements in @a skipped_head <-> @a skipped_tail.
 210    */
 211   unsigned int skipped;
 212
 213   /**
 214    * 32-byte root key which gets updated by DH ratchet.
 215    */
 216   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey RK;
 217
 218   /**
 219    * 32-byte header key (send).
 220    */
 221   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey HKs;
 222
 223   /**
 224    * 32-byte header key (recv)
 225    */
 226   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey HKr;
 227
 228   /**
 229    * 32-byte next header key (send).
 230    */
 231   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey NHKs;
 232
 233   /**
 234    * 32-byte next header key (recv).
 235    */
 236   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey NHKr;
 237
 238   /**
 239    * 32-byte chain keys (used for forward-secrecy updating, send).
 240    */
 241   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey CKs;
 242
 243   /**
 244    * 32-byte chain keys (used for forward-secrecy updating, recv).
 245    */
 246   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey CKr;
 247
 248   /**
 249    * ECDH for key exchange (A0 / B0).
 250    */
 251   struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePrivateKey *kx_0;
 252
 253   /**
 254    * ECDH Identity key (recv).
 255    */
 256   struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey DHIr;
 257
 258   /**
 259    * ECDH Ratchet key (send).
 260    */
 261   struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePrivateKey *DHRs;
 262
 263   /**
 264    * ECDH Ratchet key (recv).
 265    */
 266   struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey DHRr;
 267
 268   /**
 269    * Message number (reset to 0 with each new ratchet, next message to send).
 270    */
 271   uint32_t Ns;
 272
 273   /**
 274    * Message number (reset to 0 with each new ratchet, next message to recv).
 275    */
 276   uint32_t Nr;
 277
 278   /**
 279    * Previous message numbers (# of msgs sent under prev ratchet)
 280    */
 281   uint32_t PNs;
 282
 283   /**
 284    * True (#GNUNET_YES) if we have to send a new ratchet key in next msg.
 285    */
 286   int ratchet_flag;
 287
 288   /**
 289    * Number of messages recieved since our last ratchet advance.
 290    * - If this counter = 0, we cannot send a new ratchet key in next msg.
 291    * - If this counter > 0, we can (but don't yet have to) send a new key.
 292    */
 293   unsigned int ratchet_allowed;
 294
 295   /**
 296    * Number of messages recieved since our last ratchet advance.
 297    * - If this counter = 0, we cannot send a new ratchet key in next msg.
 298    * - If this counter > 0, we can (but don't yet have to) send a new key.
 299    */
 300   unsigned int ratchet_counter;
 301
 302   /**
 303    * When does this ratchet expire and a new one is triggered.
 304    */
 305   struct GNUNET_TIME_Absolute ratchet_expiration;
 306 };
 307
 308 /**
 309  * Struct containing all information regarding a tunnel to a peer.
 310  */
 311 struct CadetTunnel
 312 {
 313   /**
 314    * Endpoint of the tunnel.
 315    */
 316   struct CadetPeer *peer;
 317
 318   /**
 319    * Type of encryption used in the tunnel.
 320    */
 321   enum CadetTunnelEncryption enc_type;
 322
 323   /**
 324    * Axolotl info.
 325    */
 326   struct CadetTunnelAxolotl *ax;
 327
 328   /**
 329    * State of the tunnel connectivity.
 330    */
 331   enum CadetTunnelCState cstate;
 332
 333   /**
 334    * State of the tunnel encryption.
 335    */
 336   enum CadetTunnelEState estate;
 337
 338   /**
 339    * Key eXchange context.
 340    */
 341   struct CadetTunnelKXCtx *kx_ctx;
 342
 343   /**
 344    * Peer's ephemeral key, to recreate @c e_key and @c d_key when own ephemeral
 345    * key changes.
 346    */
 347   struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey peers_ephemeral_key;
 348
 349   /**
 350    * Encryption ("our") key. It is only "confirmed" if kx_ctx is NULL.
 351    */
 352   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey e_key;
 353
 354   /**
 355    * Decryption ("their") key. It is only "confirmed" if kx_ctx is NULL.
 356    */
 357   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey d_key;
 358
 359   /**
 360    * Task to start the rekey process.
 361    */
 362   struct GNUNET_SCHEDULER_Task * rekey_task;
 363
 364   /**
 365    * Paths that are actively used to reach the destination peer.
 366    */
 367   struct CadetTConnection *connection_head;
 368   struct CadetTConnection *connection_tail;
 369
 370   /**
 371    * Next connection number.
 372    */
 373   uint32_t next_cid;
 374
 375   /**
 376    * Channels inside this tunnel.
 377    */
 378   struct CadetTChannel *channel_head;
 379   struct CadetTChannel *channel_tail;
 380
 381   /**
 382    * Channel ID for the next created channel.
 383    */
 384   CADET_ChannelNumber next_chid;
 385
 386   /**
 387    * Destroy flag: if true, destroy on last message.
 388    */
 389   struct GNUNET_SCHEDULER_Task * destroy_task;
 390
 391   /**
 392    * Queued messages, to transmit once tunnel gets connected.
 393    */
 394   struct CadetTunnelDelayed *tq_head;
 395   struct CadetTunnelDelayed *tq_tail;
 396
 397   /**
 398    * Task to trim connections if too many are present.
 399    */
 400   struct GNUNET_SCHEDULER_Task * trim_connections_task;
 401
 402   /**
 403    * Ephemeral message in the queue (to avoid queueing more than one).
 404    */
 405   struct CadetConnectionQueue *ephm_h;
 406
 407   /**
 408    * Pong message in the queue.
 409    */
 410   struct CadetConnectionQueue *pong_h;
 411 };
 412
 413
 414 /**
 415  * Struct used to save messages in a non-ready tunnel to send once connected.
 416  */
 417 struct CadetTunnelDelayed
 418 {
 419   /**
 420    * DLL
 421    */
 422   struct CadetTunnelDelayed *next;
 423   struct CadetTunnelDelayed *prev;
 424
 425   /**
 426    * Tunnel.
 427    */
 428   struct CadetTunnel *t;
 429
 430   /**
 431    * Tunnel queue given to the channel to cancel request. Update on send_queued.
 432    */
 433   struct CadetTunnelQueue *tq;
 434
 435   /**
 436    * Message to send.
 437    */
 438   /* struct GNUNET_MessageHeader *msg; */
 439 };
 440
 441
 442 /**
 443  * Handle for messages queued but not yet sent.
 444  */
 445 struct CadetTunnelQueue
 446 {
 447   /**
 448    * Connection queue handle, to cancel if necessary.
 449    */
 450   struct CadetConnectionQueue *cq;
 451
 452   /**
 453    * Handle in case message hasn't been given to a connection yet.
 454    */
 455   struct CadetTunnelDelayed *tqd;
 456
 457   /**
 458    * Continuation to call once sent.
 459    */
 460   GCT_sent cont;
 461
 462   /**
 463    * Closure for @c cont.
 464    */
 465   void *cont_cls;
 466 };
 467
 468
 469 /**
 470  * Cached Axolotl key with signature.
 471  */
 472 struct CadetAxolotlSignedKey
 473 {
 474   /**
 475    * Information about what is being signed (@a permanent_key).
 476    */
 477   struct GNUNET_CRYPTO_EccSignaturePurpose purpose;
 478
 479   /**
 480    * Permanent public ECDH key.
 481    */
 482   struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey permanent_key;
 483
 484   /**
 485    * An EdDSA signature of the permanent ECDH key with the Peer's ID key.
 486    */
 487   struct GNUNET_CRYPTO_EddsaSignature signature;
 488 } GNUNET_PACKED;
 489
 490
 491 /******************************************************************************/
 492 /*******************************   GLOBALS  ***********************************/
 493 /******************************************************************************/
 494
 495 /**
 496  * Global handle to the statistics service.
 497  */
 498 extern struct GNUNET_STATISTICS_Handle *stats;
 499
 500 /**
 501  * Local peer own ID (memory efficient handle).
 502  */
 503 extern GNUNET_PEER_Id myid;
 504
 505 /**
 506  * Local peer own ID (full value).
 507  */
 508 extern struct GNUNET_PeerIdentity my_full_id;
 509
 510
 511 /**
 512  * Don't try to recover tunnels if shutting down.
 513  */
 514 extern int shutting_down;
 515
 516
 517 /**
 518  * Set of all tunnels, in order to trigger a new exchange on rekey.
 519  * Indexed by peer's ID.
 520  */
 521 static struct GNUNET_CONTAINER_MultiPeerMap *tunnels;
 522
 523 /**
 524  * Default TTL for payload packets.
 525  */
 526 static unsigned long long default_ttl;
 527
 528 /**
 529  * Own Peer ID private key.
 530  */
 531 const static struct GNUNET_CRYPTO_EddsaPrivateKey *id_key;
 532
 533
 534 /********************************  AXOLOTL ************************************/
 535
 536 static struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePrivateKey *ax_key;
 537
 538 /**
 539  * Own Axolotl permanent public key (cache).
 540  */
 541 static struct CadetAxolotlSignedKey ax_identity;
 542
 543 /**
 544  * How many messages are needed to trigger a ratchet advance.
 545  */
 546 static unsigned long long ratchet_messages;
 547
 548 /**
 549  * How long until we trigger a ratched advance.
 550  */
 551 static struct GNUNET_TIME_Relative ratchet_time;
 552
 553
 554 /********************************    OTR   ***********************************/
 555
 556 /**
 557  * Own global OTR ephemeral private key.
 558  */
 559 static struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePrivateKey *otr_ephemeral_key;
 560
 561 /**
 562  * Cached message used to perform a OTR key exchange.
 563  */
 564 static struct GNUNET_CADET_KX_Ephemeral otr_kx_msg;
 565
 566 /**
 567  * Task to generate a new OTR ephemeral key.
 568  */
 569 static struct GNUNET_SCHEDULER_Task *rekey_task;
 570
 571 /**
 572  * OTR Rekey period.
 573  */
 574 static struct GNUNET_TIME_Relative rekey_period;
 575
 576
 577 /******************************************************************************/
 578 /********************************   STATIC  ***********************************/
 579 /******************************************************************************/
 580
 581 /**
 582  * Get string description for tunnel connectivity state.
 583  *
 584  * @param cs Tunnel state.
 585  *
 586  * @return String representation.
 587  */
 588 static const char *
 589 cstate2s (enum CadetTunnelCState cs)
 590 {
 591   static char buf[32];
 592
 593   switch (cs)
 594   {
 595     case CADET_TUNNEL_NEW:
 596       return "CADET_TUNNEL_NEW";
 597     case CADET_TUNNEL_SEARCHING:
 598       return "CADET_TUNNEL_SEARCHING";
 599     case CADET_TUNNEL_WAITING:
 600       return "CADET_TUNNEL_WAITING";
 601     case CADET_TUNNEL_READY:
 602       return "CADET_TUNNEL_READY";
 603     case CADET_TUNNEL_SHUTDOWN:
 604       return "CADET_TUNNEL_SHUTDOWN";
 605     default:
 606       SPRINTF (buf, "%u (UNKNOWN STATE)", cs);
 607       return buf;
 608   }
 609   return "";
 610 }
 611
 612
 613 /**
 614  * Get string description for tunnel encryption state.
 615  *
 616  * @param es Tunnel state.
 617  *
 618  * @return String representation.
 619  */
 620 static const char *
 621 estate2s (enum CadetTunnelEState es)
 622 {
 623   static char buf[32];
 624
 625   switch (es)
 626   {
 627     case CADET_TUNNEL_KEY_UNINITIALIZED:
 628       return "CADET_TUNNEL_KEY_UNINITIALIZED";
 629     case CADET_TUNNEL_KEY_SENT:
 630       return "CADET_TUNNEL_KEY_SENT";
 631     case CADET_TUNNEL_KEY_PING:
 632       return "CADET_TUNNEL_KEY_PING";
 633     case CADET_TUNNEL_KEY_OK:
 634       return "CADET_TUNNEL_KEY_OK";
 635     case CADET_TUNNEL_KEY_REKEY:
 636       return "CADET_TUNNEL_KEY_REKEY";
 637     default:
 638       SPRINTF (buf, "%u (UNKNOWN STATE)", es);
 639       return buf;
 640   }
 641   return "";
 642 }
 643
 644
 645 /**
 646  * @brief Check if tunnel is ready to send traffic.
 647  *
 648  * Tunnel must be connected and with encryption correctly set up.
 649  *
 650  * @param t Tunnel to check.
 651  *
 652  * @return #GNUNET_YES if ready, #GNUNET_NO otherwise
 653  */
 654 static int
 655 is_ready (struct CadetTunnel *t)
 656 {
 657   int ready;
 658
 659   GCT_debug (t, GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG);
 660   ready = CADET_TUNNEL_READY == t->cstate
 661           && (CADET_TUNNEL_KEY_OK == t->estate
 662               || CADET_TUNNEL_KEY_REKEY == t->estate);
 663   ready = ready || GCT_is_loopback (t);
 664   return ready;
 665 }
 666
 667
 668 /**
 669  * Check if a key is invalid (NULL pointer or all 0)
 670  *
 671  * @param key Key to check.
 672  *
 673  * @return #GNUNET_YES if key is null, #GNUNET_NO if exists and is not 0.
 674  */
 675 static int
 676 is_key_null (struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key)
 677 {
 678   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey null_key;
 679
 680   if (NULL == key)
 681     return GNUNET_YES;
 682
 683   memset (&null_key, 0, sizeof (null_key));
 684   if (0 == memcmp (key, &null_key, sizeof (null_key)))
 685     return GNUNET_YES;
 686   return GNUNET_NO;
 687 }
 688
 689
 690 /**
 691  * Ephemeral key message purpose size.
 692  *
 693  * @return Size of the part of the ephemeral key message that must be signed.
 694  */
 695 static size_t
 696 ephemeral_purpose_size (void)
 697 {
 698   return sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccSignaturePurpose) +
 699          sizeof (struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO) +
 700          sizeof (struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO) +
 701          sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey) +
 702          sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity);
 703 }
 704
 705
 706 /**
 707  * Ephemeral key message purpose size.
 708  *
 709  * @return Size of the part of the ephemeral key message that must be signed.
 710  */
 711 static size_t
 712 ax_purpose_size (void)
 713 {
 714   return sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccSignaturePurpose) +
 715          sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey);
 716 }
 717
 718
 719 /**
 720  * Size of the encrypted part of a ping message.
 721  *
 722  * @return Size of the encrypted part of a ping message.
 723  */
 724 static size_t
 725 ping_encryption_size (void)
 726 {
 727   return sizeof (uint32_t);
 728 }
 729
 730
 731 /**
 732  * Get the channel's buffer. ONLY FOR NON-LOOPBACK CHANNELS!!
 733  *
 734  * @param tch Tunnel's channel handle.
 735  *
 736  * @return Amount of messages the channel can still buffer towards the client.
 737  */
 738 static unsigned int
 739 get_channel_buffer (const struct CadetTChannel *tch)
 740 {
 741   int fwd;
 742
 743   /* If channel is incoming, is terminal in the FWD direction and fwd is YES */
 744   fwd = GCCH_is_terminal (tch->ch, GNUNET_YES);
 745
 746   return GCCH_get_buffer (tch->ch, fwd);
 747 }
 748
 749
 750 /**
 751  * Get the channel's allowance status.
 752  *
 753  * @param tch Tunnel's channel handle.
 754  *
 755  * @return #GNUNET_YES if we allowed the client to send data to us.
 756  */
 757 static int
 758 get_channel_allowed (const struct CadetTChannel *tch)
 759 {
 760   int fwd;
 761
 762   /* If channel is outgoing, is origin in the FWD direction and fwd is YES */
 763   fwd = GCCH_is_origin (tch->ch, GNUNET_YES);
 764
 765   return GCCH_get_allowed (tch->ch, fwd);
 766 }
 767
 768
 769 /**
 770  * Get the connection's buffer.
 771  *
 772  * @param tc Tunnel's connection handle.
 773  *
 774  * @return Amount of messages the connection can still buffer.
 775  */
 776 static unsigned int
 777 get_connection_buffer (const struct CadetTConnection *tc)
 778 {
 779   int fwd;
 780
 781   /* If connection is outgoing, is origin in the FWD direction and fwd is YES */
 782   fwd = GCC_is_origin (tc->c, GNUNET_YES);
 783
 784   return GCC_get_buffer (tc->c, fwd);
 785 }
 786
 787
 788 /**
 789  * Get the connection's allowance.
 790  *
 791  * @param tc Tunnel's connection handle.
 792  *
 793  * @return Amount of messages we have allowed the next peer to send us.
 794  */
 795 static unsigned int
 796 get_connection_allowed (const struct CadetTConnection *tc)
 797 {
 798   int fwd;
 799
 800   /* If connection is outgoing, is origin in the FWD direction and fwd is YES */
 801   fwd = GCC_is_origin (tc->c, GNUNET_YES);
 802
 803   return GCC_get_allowed (tc->c, fwd);
 804 }
 805
 806
 807 /**
 808  * Check that a ephemeral key message s well formed and correctly signed.
 809  *
 810  * @param t Tunnel on which the message came.
 811  * @param msg The ephemeral key message.
 812  *
 813  * @return GNUNET_OK if message is fine, GNUNET_SYSERR otherwise.
 814  */
 815 int
 816 check_ephemeral (struct CadetTunnel *t,
 817                  const struct GNUNET_CADET_KX_Ephemeral *msg)
 818 {
 819   /* Check message size */
 820   if (ntohs (msg->header.size) != sizeof (struct GNUNET_CADET_KX_Ephemeral))
 821     return GNUNET_SYSERR;
 822
 823   /* Check signature size */
 824   if (ntohl (msg->purpose.size) != ephemeral_purpose_size ())
 825     return GNUNET_SYSERR;
 826
 827   /* Check origin */
 828   if (0 != memcmp (&msg->origin_identity,
 829                    GCP_get_id (t->peer),
 830                    sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity)))
 831     return GNUNET_SYSERR;
 832
 833   /* Check signature */
 834   if (GNUNET_OK !=
 835       GNUNET_CRYPTO_eddsa_verify (GNUNET_SIGNATURE_PURPOSE_CADET_KX,
 836                                   &msg->purpose,
 837                                   &msg->signature,
 838                                   &msg->origin_identity.public_key))
 839     return GNUNET_SYSERR;
 840
 841   return GNUNET_OK;
 842 }
 843
 844
 845 /**
 846  * Select the best key to use for encryption (send), based on KX status.
 847  *
 848  * Normally, return the current key. If there is a KX in progress and the old
 849  * key is fresh enough, return the old key.
 850  *
 851  * @param t Tunnel to choose the key from.
 852  *
 853  * @return The optimal key to encrypt/hmac outgoing traffic.
 854  */
 855 static const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *
 856 select_key (const struct CadetTunnel *t)
 857 {
 858   const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key;
 859
 860   if (NULL != t->kx_ctx
 861       && NULL == t->kx_ctx->finish_task)
 862   {
 863     struct GNUNET_TIME_Relative age;
 864
 865     age = GNUNET_TIME_absolute_get_duration (t->kx_ctx->rekey_start_time);
 866     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 867          "  key exchange in progress, started %s ago\n",
 868          GNUNET_STRINGS_relative_time_to_string (age, GNUNET_YES));
 869     // FIXME make duration of old keys configurable
 870     if (age.rel_value_us < GNUNET_TIME_UNIT_MINUTES.rel_value_us)
 871     {
 872       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  using old key\n");
 873       key = &t->kx_ctx->e_key_old;
 874     }
 875     else
 876     {
 877       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  using new key (old key too old)\n");
 878       key = &t->e_key;
 879     }
 880   }
 881   else
 882   {
 883     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  no KX: using current key\n");
 884     key = &t->e_key;
 885   }
 886   return key;
 887 }
 888
 889
 890 /**
 891  * Calculate HMAC.
 892  *
 893  * @param plaintext Content to HMAC.
 894  * @param size Size of @c plaintext.
 895  * @param iv Initialization vector for the message.
 896  * @param key Key to use.
 897  * @param hmac[out] Destination to store the HMAC.
 898  */
 899 static void
 900 t_hmac (const void *plaintext, size_t size,
 901         uint32_t iv, const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key,
 902         struct GNUNET_CADET_Hash *hmac)
 903 {
 904   static const char ctx[] = "cadet authentication key";
 905   struct GNUNET_CRYPTO_AuthKey auth_key;
 906   struct GNUNET_HashCode hash;
 907
 908 #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
 909   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  HMAC %u bytes with key %s\n", size,
 910        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) key));
 911 #endif
 912   GNUNET_CRYPTO_hmac_derive_key (&auth_key, key,
 913                                  &iv, sizeof (iv),
 914                                  key, sizeof (*key),
 915                                  ctx, sizeof (ctx),
 916                                  NULL);
 917   /* Two step: CADET_Hash is only 256 bits, HashCode is 512. */
 918   GNUNET_CRYPTO_hmac (&auth_key, plaintext, size, &hash);
 919   memcpy (hmac, &hash, sizeof (*hmac));
 920 }
 921
 922
 923 /**
 924  * Encrypt daforce_newest_keyta with the tunnel key.
 925  *
 926  * @param t Tunnel whose key to use.
 927  * @param dst Destination for the encrypted data.
 928  * @param src Source of the plaintext. Can overlap with @c dst.
 929  * @param size Size of the plaintext.
 930  * @param iv Initialization Vector to use.
 931  * @param force_newest_key Force the use of the newest key, otherwise
 932  *                         CADET will use the old key when allowed.
 933  *                         This can happen in the case when a KX is going on
 934  *                         and the old one hasn't expired.
 935  */
 936 static int
 937 t_encrypt (struct CadetTunnel *t, void *dst, const void *src,
 938            size_t size, uint32_t iv, int force_newest_key)
 939 {
 940   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricInitializationVector siv;
 941   const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key;
 942   size_t out_size;
 943
 944   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_encrypt start\n");
 945
 946   key = GNUNET_YES == force_newest_key ? &t->e_key : select_key (t);
 947   #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
 948   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  ENC with key %s\n",
 949        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) key));
 950   #endif
 951   GNUNET_CRYPTO_symmetric_derive_iv (&siv, key, &iv, sizeof (iv), NULL);
 952   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_encrypt IV derived\n");
 953   out_size = GNUNET_CRYPTO_symmetric_encrypt (src, size, key, &siv, dst);
 954   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_encrypt end\n");
 955
 956   return out_size;
 957 }
 958
 959
 960 /**
 961  * Perform a HMAC.
 962  *
 963  * @param key Key to use.
 964  * @param hash[out] Resulting HMAC.
 965  * @param source Source key material (data to HMAC).
 966  * @param len Length of @a source.
 967  */
 968 static void
 969 t_ax_hmac_hash (struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key,
 970                 struct GNUNET_HashCode *hash,
 971                 void *source, unsigned int len)
 972 {
 973   static const char ctx[] = "axolotl HMAC-HASH";
 974   struct GNUNET_CRYPTO_AuthKey auth_key;
 975
 976   GNUNET_CRYPTO_hmac_derive_key (&auth_key, key,
 977                                  ctx, sizeof (ctx),
 978                                  NULL);
 979   GNUNET_CRYPTO_hmac (&auth_key, source, len, hash);
 980 }
 981
 982
 983 /**
 984  * Derive a key from a HMAC-HASH.
 985  *
 986  * @param key Key to use for the HMAC.
 987  * @param out Key to generate.
 988  * @param source Source key material (data to HMAC).
 989  * @param len Length of @a source.
 990  */
 991 static void
 992 t_hmac_derive_key (struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key,
 993                    struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *out,
 994                    void *source, unsigned int len)
 995 {
 996   static const char ctx[] = "axolotl derive key";
 997   struct GNUNET_HashCode h;
 998
 999   t_ax_hmac_hash (key, &h, source, len);
1000   GNUNET_CRYPTO_kdf (out, sizeof (*out), ctx, sizeof (ctx),
1001                      &h, sizeof (h), NULL);
1002 }
1003
1004
1005 /**
1006  * Encrypt data with the axolotl tunnel key.
1007  *
1008  * @param t Tunnel whose key to use.
1009  * @param dst Destination for the encrypted data.
1010  * @param src Source of the plaintext. Can overlap with @c dst.
1011  * @param size Size of the plaintext.
1012  *
1013  * @return Size of the encrypted data.
1014  */
1015 static int
1016 t_ax_encrypt (struct CadetTunnel *t, void *dst, const void *src, size_t size)
1017 {
1018   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey MK;
1019   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricInitializationVector iv;
1020   struct CadetTunnelAxolotl *ax;
1021   size_t out_size;
1022
1023   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_ax_encrypt start\n");
1024
1025   ax = t->ax;
1026
1027   ax->ratchet_counter++;
1028   if (GNUNET_YES == ax->ratchet_allowed
1029       && (ratchet_messages <= ax->ratchet_counter
1030           || 0 == GNUNET_TIME_absolute_get_remaining (ax->ratchet_expiration).rel_value_us))
1031   {
1032     ax->ratchet_flag = GNUNET_YES;
1033   }
1034
1035   if (GNUNET_YES == ax->ratchet_flag)
1036   {
1037     /* Advance ratchet */
1038     struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey keys[3];
1039     struct GNUNET_HashCode dh;
1040     struct GNUNET_HashCode hmac;
1041     static const char ctx[] = "axolotl ratchet";
1042
1043     ax->DHRs = GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_create ();
1044     ax->HKs = ax->NHKs;
1045
1046     /* RK, NHKs, CKs = KDF( HMAC-HASH(RK, DH(DHRs, DHRr)) ) */
1047     GNUNET_CRYPTO_ecc_ecdh (ax->DHRs, &ax->DHRr, &dh);
1048     t_ax_hmac_hash (&ax->RK, &hmac, &dh, sizeof (dh));
1049     GNUNET_CRYPTO_kdf (keys, sizeof (keys), ctx, sizeof (ctx),
1050                        &hmac, sizeof (hmac), NULL);
1051     ax->RK = keys[0];
1052     ax->NHKs = keys[1];
1053     ax->CKs = keys[2];
1054
1055     ax->PNs = ax->Ns;
1056     ax->Ns = 0;
1057     ax->ratchet_flag = GNUNET_NO;
1058     ax->ratchet_allowed = GNUNET_NO;
1059     ax->ratchet_counter = 0;
1060     ax->ratchet_expiration =
1061       GNUNET_TIME_absolute_add (GNUNET_TIME_absolute_get(), ratchet_time);
1062   }
1063
1064   t_hmac_derive_key (&ax->CKs, &MK, "0", 1);
1065   GNUNET_CRYPTO_symmetric_derive_iv (&iv, &MK, NULL, 0, NULL);
1066
1067   #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
1068   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  CKs: %s\n",
1069        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &ax->CKs));
1070   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  AX_ENC with key %u: %s\n", ax->Ns,
1071        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &MK));
1072   #endif
1073
1074   out_size = GNUNET_CRYPTO_symmetric_encrypt (src, size, &MK, &iv, dst);
1075
1076   t_hmac_derive_key (&ax->CKs, &ax->CKs, "1", 1);
1077
1078   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_ax_encrypt end\n");
1079
1080   return out_size;
1081 }
1082
1083
1084 /**
1085  * Decrypt data with the axolotl tunnel key.
1086  *
1087  * @param t Tunnel whose key to use.
1088  * @param dst Destination for the decrypted data.
1089  * @param src Source of the ciphertext. Can overlap with @c dst.
1090  * @param size Size of the ciphertext.
1091  *
1092  * @return Size of the decrypted data.
1093  */
1094 static int
1095 t_ax_decrypt (struct CadetTunnel *t, void *dst, const void *src, size_t size)
1096 {
1097   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey MK;
1098   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricInitializationVector iv;
1099   struct CadetTunnelAxolotl *ax;
1100   size_t out_size;
1101
1102   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_ax_decrypt start\n");
1103
1104   ax = t->ax;
1105
1106   t_hmac_derive_key (&ax->CKr, &MK, "0", 1);
1107   GNUNET_CRYPTO_symmetric_derive_iv (&iv, &MK, NULL, 0, NULL);
1108
1109   #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
1110   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  CKr: %s\n",
1111        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &ax->CKr));
1112   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  AX_DEC with key %u: %s\n", ax->Nr,
1113        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &MK));
1114   #endif
1115
1116   GNUNET_assert (size >= sizeof (struct GNUNET_MessageHeader));
1117   out_size = GNUNET_CRYPTO_symmetric_decrypt (src, size, &MK, &iv, dst);
1118   GNUNET_assert (out_size == size);
1119
1120   t_hmac_derive_key (&ax->CKr, &ax->CKr, "1", 1);
1121
1122   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_ax_decrypt end\n");
1123
1124   return out_size;
1125 }
1126
1127
1128 /**
1129  * Encrypt header with the axolotl header key.
1130  *
1131  * @param t Tunnel whose key to use.
1132  * @param msg Message whose header to encrypt.
1133  */
1134 static void
1135 t_h_encrypt (struct CadetTunnel *t, struct GNUNET_CADET_AX *msg)
1136 {
1137   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricInitializationVector iv;
1138   struct CadetTunnelAxolotl *ax;
1139   size_t out_size;
1140
1141   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_h_encrypt start\n");
1142
1143   ax = t->ax;
1144   GNUNET_CRYPTO_symmetric_derive_iv (&iv, &ax->HKs, NULL, 0, NULL);
1145
1146   #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
1147   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  AX_ENC_H with key %s\n",
1148        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &ax->HKs));
1149   #endif
1150
1151   out_size = GNUNET_CRYPTO_symmetric_encrypt (&msg->Ns, AX_HEADER_SIZE,
1152                                               &ax->HKs, &iv, &msg->Ns);
1153
1154   GNUNET_assert (AX_HEADER_SIZE == out_size);
1155
1156   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_ax_encrypt end\n");
1157 }
1158
1159
1160 /**
1161  * Decrypt header with the current axolotl header key.
1162  *
1163  * @param t Tunnel whose current ax HK to use.
1164  * @param src Message whose header to decrypt.
1165  * @param dst Where to decrypt header to.
1166  */
1167 static void
1168 t_h_decrypt (struct CadetTunnel *t, const struct GNUNET_CADET_AX *src,
1169              struct GNUNET_CADET_AX *dst)
1170 {
1171   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricInitializationVector iv;
1172   struct CadetTunnelAxolotl *ax;
1173   size_t out_size;
1174
1175   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_h_decrypt start\n");
1176
1177   ax = t->ax;
1178   GNUNET_CRYPTO_symmetric_derive_iv (&iv, &ax->HKr, NULL, 0, NULL);
1179
1180   #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
1181   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  AX_DEC_H with key %s\n",
1182        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &ax->HKr));
1183   #endif
1184
1185   out_size = GNUNET_CRYPTO_symmetric_decrypt (&src->Ns, AX_HEADER_SIZE,
1186                                               &ax->HKr, &iv, &dst->Ns);
1187
1188   GNUNET_assert (AX_HEADER_SIZE == out_size);
1189
1190   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_ax_decrypt end\n");
1191 }
1192
1193
1194 /**
1195  * Decrypt and verify data with the appropriate tunnel key.
1196  *
1197  * @param key Key to use.
1198  * @param dst Destination for the plaintext.
1199  * @param src Source of the encrypted data. Can overlap with @c dst.
1200  * @param size Size of the encrypted data.
1201  * @param iv Initialization Vector to use.
1202  *
1203  * @return Size of the decrypted data, -1 if an error was encountered.
1204  */
1205 static int
1206 decrypt (const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key,
1207          void *dst, const void *src, size_t size, uint32_t iv)
1208 {
1209   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricInitializationVector siv;
1210   size_t out_size;
1211
1212   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  decrypt start\n");
1213   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  decrypt iv\n");
1214   GNUNET_CRYPTO_symmetric_derive_iv (&siv, key, &iv, sizeof (iv), NULL);
1215   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  decrypt iv done\n");
1216   out_size = GNUNET_CRYPTO_symmetric_decrypt (src, size, key, &siv, dst);
1217   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  decrypt end\n");
1218
1219   return out_size;
1220 }
1221
1222
1223 /**
1224  * Decrypt and verify data with the most recent tunnel key.
1225  *
1226  * @param t Tunnel whose key to use.
1227  * @param dst Destination for the plaintext.
1228  * @param src Source of the encrypted data. Can overlap with @c dst.
1229  * @param size Size of the encrypted data.
1230  * @param iv Initialization Vector to use.
1231  *
1232  * @return Size of the decrypted data, -1 if an error was encountered.
1233  */
1234 static int
1235 t_decrypt (struct CadetTunnel *t, void *dst, const void *src,
1236            size_t size, uint32_t iv)
1237 {
1238   size_t out_size;
1239
1240 #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
1241   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  t_decrypt with %s\n",
1242        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->d_key));
1243 #endif
1244   if (CADET_TUNNEL_KEY_UNINITIALIZED == t->estate)
1245   {
1246     GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# non decryptable data", 1, GNUNET_NO);
1247     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
1248          "got data on %s without a valid key\n",
1249          GCT_2s (t));
1250     GCT_debug (t, GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING);
1251     return -1;
1252   }
1253
1254   out_size = decrypt (&t->d_key, dst, src, size, iv);
1255
1256   return out_size;
1257 }
1258
1259
1260 /**
1261  * Decrypt and verify data with the appropriate tunnel key and verify that the
1262  * data has not been altered since it was sent by the remote peer.
1263  *
1264  * @param t Tunnel whose key to use.
1265  * @param dst Destination for the plaintext.
1266  * @param src Source of the encrypted data. Can overlap with @c dst.
1267  * @param size Size of the encrypted data.
1268  * @param iv Initialization Vector to use.
1269  * @param msg_hmac HMAC of the message, cannot be NULL.
1270  *
1271  * @return Size of the decrypted data, -1 if an error was encountered.
1272  */
1273 static int
1274 t_decrypt_and_validate (struct CadetTunnel *t,
1275                         void *dst, const void *src,
1276                         size_t size, uint32_t iv,
1277                         const struct GNUNET_CADET_Hash *msg_hmac)
1278 {
1279   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key;
1280   struct GNUNET_CADET_Hash hmac;
1281   int decrypted_size;
1282
1283   /* Try primary (newest) key */
1284   key = &t->d_key;
1285   decrypted_size = decrypt (key, dst, src, size, iv);
1286   t_hmac (src, size, iv, key, &hmac);
1287   if (0 == memcmp (msg_hmac, &hmac, sizeof (hmac)))
1288     return decrypted_size;
1289
1290   /* If no key exchange is going on, we just failed. */
1291   if (NULL == t->kx_ctx)
1292   {
1293     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
1294                 "Failed checksum validation on tunnel %s with no KX\n",
1295                 GCT_2s (t));
1296     GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# wrong HMAC no KX", 1, GNUNET_NO);
1297     return -1;
1298   }
1299
1300   /* Try secondary key, from previous KX period. */
1301   key = &t->kx_ctx->d_key_old;
1302   decrypted_size = decrypt (key, dst, src, size, iv);
1303   t_hmac (src, size, iv, key, &hmac);
1304   if (0 == memcmp (msg_hmac, &hmac, sizeof (hmac)))
1305     return decrypted_size;
1306
1307   /* Hail Mary, try tertiary, key, in case of parallel re-keys. */
1308   key = &t->kx_ctx->d_key_old2;
1309   decrypted_size = decrypt (key, dst, src, size, iv);
1310   t_hmac (src, size, iv, key, &hmac);
1311   if (0 == memcmp (msg_hmac, &hmac, sizeof (hmac)))
1312     return decrypted_size;
1313
1314   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
1315               "Failed checksum validation on tunnel %s with KX\n",
1316               GCT_2s (t));
1317   GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# wrong HMAC with KX", 1, GNUNET_NO);
1318   return -1;
1319 }
1320
1321
1322 /**
1323  * Decrypt and verify data with the appropriate tunnel key and verify that the
1324  * data has not been altered since it was sent by the remote peer.
1325  *
1326  * @param t Tunnel whose key to use.
1327  * @param dst Destination for the plaintext.
1328  * @param src Source of the message. Can overlap with @c dst.
1329  * @param size Size of the message.
1330  *
1331  * @return Size of the decrypted data, -1 if an error was encountered.
1332  */
1333 static int
1334 try_old_ax_keys (struct CadetTunnel *t, struct GNUNET_CADET_AX *dst,
1335                  const struct GNUNET_CADET_AX *src, size_t size)
1336 {
1337   struct CadetTunnelSkippedKey *key;
1338   struct GNUNET_CADET_Hash hmac;
1339   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricInitializationVector iv;
1340   size_t res;
1341   size_t len;
1342
1343
1344   for (key = t->ax->skipped_head; NULL != key; key = key->next)
1345   {
1346     t_hmac (&src->Ns, AX_HEADER_SIZE, 0, &key->HK, &hmac);
1347     if (0 != memcmp (&hmac, &src->hmac, sizeof (hmac)))
1348       break;
1349   }
1350   if (NULL == key)
1351     return -1;
1352
1353   #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
1354   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  AX_DEC with skipped key %s\n",
1355        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &key->MK));
1356   #endif
1357
1358   GNUNET_assert (size > sizeof (struct GNUNET_CADET_AX));
1359   len = size - sizeof (struct GNUNET_CADET_AX);
1360   GNUNET_CRYPTO_symmetric_derive_iv (&iv, &key->MK, NULL, 0, NULL);
1361   res = GNUNET_CRYPTO_symmetric_decrypt (&src[1], len, &key->MK, &iv, &dst[1]);
1362
1363   GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (t->ax->skipped_head, t->ax->skipped_tail, key);
1364   t->ax->skipped--;
1365   GNUNET_free (key);
1366
1367   return res;
1368 }
1369
1370
1371 /**
1372  * Stage skipped AX keys and calculate the message key.
1373  *
1374  * Stores each HK and MK for skipped messages.
1375  *
1376  * @param t Tunnel where to stage the keys.
1377  * @param HKr Header key.
1378  * @param Nr Current message number.
1379  * @param Np Received meesage number.
1380  * @param CKr[in/out] Chain key, gets ratcheted forward to the new state.
1381  */
1382 static void
1383 store_ax_keys (struct CadetTunnel *t,
1384                const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *HKr,
1385                uint32_t Nr, uint32_t Np,
1386                struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *CKr)
1387 {
1388   struct CadetTunnelSkippedKey *key;
1389   unsigned int i;
1390   int gap;
1391
1392   gap = Np - Nr;
1393   if (MAX_KEY_GAP < gap || 0 > gap)
1394   {
1395     /* Avoid DoS (forcing peer to do 2*33 chain HMAC operations) */
1396     /* TODO: start new key exchange on return */
1397     GNUNET_break_op (0);
1398     return;
1399   }
1400
1401   for (i = Nr; i < Np; i++)
1402   {
1403     key = GNUNET_new (struct CadetTunnelSkippedKey);
1404     key->timestamp = GNUNET_TIME_absolute_get ();
1405     t_hmac_derive_key (CKr, &key->MK, "0", 1);
1406     #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
1407     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "    storing MK for Nr %u: %s\n",
1408          i, GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &key->MK));
1409     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "    for CKr: %s\n",
1410          GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->ax->CKr));
1411     #endif
1412     t_hmac_derive_key (CKr, CKr, "1", 1);
1413     GNUNET_CONTAINER_DLL_insert (t->ax->skipped_head, t->ax->skipped_tail, key);
1414     t->ax->skipped++;
1415   }
1416 }
1417
1418
1419 /**
1420  * Decrypt and verify data with the appropriate tunnel key and verify that the
1421  * data has not been altered since it was sent by the remote peer.
1422  *
1423  * @param t Tunnel whose key to use.
1424  * @param dst Destination for the plaintext.
1425  * @param src Source of the message. Can overlap with @c dst.
1426  * @param size Size of the message.
1427  *
1428  * @return Size of the decrypted data, -1 if an error was encountered.
1429  */
1430 static int
1431 t_ax_decrypt_and_validate (struct CadetTunnel *t, void *dst,
1432                            const struct GNUNET_CADET_AX *src, size_t size)
1433 {
1434   struct CadetTunnelAxolotl *ax;
1435   struct GNUNET_CADET_Hash msg_hmac;
1436   struct GNUNET_HashCode hmac;
1437   struct GNUNET_CADET_AX *dstmsg;
1438   uint32_t Np;
1439   uint32_t PNp;
1440   size_t esize;
1441   size_t osize;
1442
1443   ax = t->ax;
1444   dstmsg = dst;
1445   esize = size - sizeof (struct GNUNET_CADET_AX);
1446
1447   if (NULL == ax)
1448     return -1;
1449
1450   /* Try current HK */
1451   t_hmac (&src->Ns, AX_HEADER_SIZE + esize, 0, &ax->HKr, &msg_hmac);
1452   if (0 != memcmp (&msg_hmac, &src->hmac, sizeof (msg_hmac)))
1453   {
1454     static const char ctx[] = "axolotl ratchet";
1455     struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey keys[3]; /* RKp, NHKp, CKp */
1456     struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey HK;
1457     struct GNUNET_HashCode dh;
1458     struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey *DHRp;
1459
1460     /* Try Next HK */
1461     t_hmac (&src->Ns, AX_HEADER_SIZE + esize, 0, &ax->NHKr, &msg_hmac);
1462     if (0 != memcmp (&msg_hmac, &src->hmac, sizeof (msg_hmac)))
1463     {
1464       /* Try the skipped keys, if that fails, we're out of luck. */
1465       return try_old_ax_keys (t, dst, src, size);
1466     }
1467     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "next HK\n");
1468
1469     HK = ax->HKr;
1470     ax->HKr = ax->NHKr;
1471     t_h_decrypt (t, src, dstmsg);
1472     Np = ntohl (dstmsg->Ns);
1473     PNp = ntohl (dstmsg->PNs);
1474     DHRp = &dstmsg->DHRs;
1475     store_ax_keys (t, &HK, ax->Nr, PNp, &ax->CKr);
1476
1477     /* RKp, NHKp, CKp = KDF (HMAC-HASH (RK, DH (DHRp, DHRs))) */
1478     GNUNET_CRYPTO_ecc_ecdh (ax->DHRs, DHRp, &dh);
1479     t_ax_hmac_hash (&ax->RK, &hmac, &dh, sizeof (dh));
1480     GNUNET_CRYPTO_kdf (keys, sizeof (keys), ctx, sizeof (ctx),
1481                        &hmac, sizeof (hmac), NULL);
1482
1483     /* Commit "purported" keys */
1484     ax->RK = keys[0];
1485     ax->NHKr = keys[1];
1486     ax->CKr = keys[2];
1487     ax->DHRr = *DHRp;
1488     ax->Nr = 0;
1489     ax->ratchet_allowed = GNUNET_YES;
1490   }
1491   else
1492   {
1493     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "current HK\n");
1494     t_h_decrypt (t, src, dstmsg);
1495     Np = ntohl (dstmsg->Ns);
1496     PNp = ntohl (dstmsg->PNs);
1497   }
1498
1499   if (Np > ax->Nr)
1500     store_ax_keys (t, &ax->HKr, ax->Nr, Np, &ax->CKr);
1501
1502   ax->Nr = Np + 1;
1503
1504   osize = t_ax_decrypt (t, dst, &src[1], esize);
1505   if (osize != esize)
1506   {
1507     GNUNET_break_op (0);
1508     return -1;
1509   }
1510
1511   return osize;
1512 }
1513
1514
1515 /**
1516  * Create key material by doing ECDH on the local and remote ephemeral keys.
1517  *
1518  * @param key_material Where to store the key material.
1519  * @param ephemeral Peer's public ephemeral key.
1520  *
1521  * @return GNUNET_OK if it went fine, GNUNET_SYSERR otherwise.
1522  */
1523 static int
1524 derive_otr_key_material (struct GNUNET_HashCode *key_material,
1525                          const struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey *ephemeral)
1526 {
1527   if (GNUNET_OK !=
1528       GNUNET_CRYPTO_ecc_ecdh (otr_ephemeral_key, ephemeral, key_material))
1529   {
1530     GNUNET_break (0);
1531     return GNUNET_SYSERR;
1532   }
1533   return GNUNET_OK;
1534 }
1535
1536
1537 /**
1538  * Create a symmetic key from the identities of both ends and the key material
1539  * from ECDH.
1540  *
1541  * @param key Destination for the generated key.
1542  * @param sender ID of the peer that will encrypt with @c key.
1543  * @param receiver ID of the peer that will decrypt with @c key.
1544  * @param key_material Hash created with ECDH with the ephemeral keys.
1545  */
1546 void
1547 derive_symmertic (struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key,
1548                   const struct GNUNET_PeerIdentity *sender,
1549                   const struct GNUNET_PeerIdentity *receiver,
1550                   const struct GNUNET_HashCode *key_material)
1551 {
1552   const char salt[] = "CADET kx salt";
1553
1554   GNUNET_CRYPTO_kdf (key, sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey),
1555                      salt, sizeof (salt),
1556                      key_material, sizeof (struct GNUNET_HashCode),
1557                      sender, sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity),
1558                      receiver, sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity),
1559                      NULL);
1560 }
1561
1562
1563 /**
1564  * Derive the tunnel's keys using our own and the peer's ephemeral keys.
1565  *
1566  * @param t Tunnel for which to create the keys.
1567  *
1568  * @return GNUNET_OK if successful, GNUNET_SYSERR otherwise.
1569  */
1570 static int
1571 create_otr_keys (struct CadetTunnel *t)
1572 {
1573   struct GNUNET_HashCode km;
1574
1575   if (GNUNET_OK != derive_otr_key_material (&km, &t->peers_ephemeral_key))
1576     return GNUNET_SYSERR;
1577   derive_symmertic (&t->e_key, &my_full_id, GCP_get_id (t->peer), &km);
1578   derive_symmertic (&t->d_key, GCP_get_id (t->peer), &my_full_id, &km);
1579   #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
1580   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "ME: %s\n",
1581        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &otr_kx_msg.ephemeral_key));
1582   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "PE: %s\n",
1583        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->peers_ephemeral_key));
1584   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "KM: %s\n", GNUNET_h2s (&km));
1585   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "EK: %s\n",
1586        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->e_key));
1587   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "DK: %s\n",
1588        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->d_key));
1589   #endif
1590   return GNUNET_OK;
1591 }
1592
1593
1594 /**
1595  * Create a new Key eXchange context for the tunnel.
1596  *
1597  * If the old keys were verified, keep them for old traffic. Create a new KX
1598  * timestamp and a new nonce.
1599  *
1600  * @param t Tunnel for which to create the KX ctx.
1601  *
1602  * @return GNUNET_OK if successful, GNUNET_SYSERR otherwise.
1603  */
1604 static int
1605 create_kx_ctx (struct CadetTunnel *t)
1606 {
1607   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  new kx ctx for %s\n", GCT_2s (t));
1608
1609   if (NULL != t->kx_ctx)
1610   {
1611     if (NULL != t->kx_ctx->finish_task)
1612     {
1613       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  resetting exisiting finish task\n");
1614       GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->kx_ctx->finish_task);
1615       t->kx_ctx->finish_task = NULL;
1616     }
1617   }
1618   else
1619   {
1620     t->kx_ctx = GNUNET_new (struct CadetTunnelKXCtx);
1621     t->kx_ctx->challenge = GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE,
1622                                                      UINT32_MAX);
1623   }
1624
1625   if (CADET_TUNNEL_KEY_OK == t->estate)
1626   {
1627     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  backing up keys\n");
1628     t->kx_ctx->d_key_old = t->d_key;
1629     t->kx_ctx->e_key_old = t->e_key;
1630   }
1631   else
1632     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  old keys not valid, not saving\n");
1633   t->kx_ctx->rekey_start_time = GNUNET_TIME_absolute_get ();
1634   return create_otr_keys (t);
1635 }
1636
1637
1638 /**
1639  * @brief Finish the Key eXchange and destroy the old keys.
1640  *
1641  * @param cls Closure (Tunnel for which to finish the KX).
1642  * @param tc Task context.
1643  */
1644 static void
1645 finish_kx (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
1646 {
1647   struct CadetTunnel *t = cls;
1648
1649   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "finish KX for %s\n", GCT_2s (t));
1650
1651   if (0 != (tc->reason & GNUNET_SCHEDULER_REASON_SHUTDOWN))
1652   {
1653     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "  shutdown\n");
1654     return;
1655   }
1656
1657   GNUNET_free (t->kx_ctx);
1658   t->kx_ctx = NULL;
1659 }
1660
1661
1662 /**
1663  * Destroy a Key eXchange context for the tunnel. This function only schedules
1664  * the destruction, the freeing of the memory (and clearing of old key material)
1665  * happens after a delay!
1666  *
1667  * @param t Tunnel whose KX ctx to destroy.
1668  */
1669 static void
1670 destroy_kx_ctx (struct CadetTunnel *t)
1671 {
1672   struct GNUNET_TIME_Relative delay;
1673
1674   if (NULL == t->kx_ctx || NULL != t->kx_ctx->finish_task)
1675     return;
1676
1677   if (is_key_null (&t->kx_ctx->e_key_old))
1678   {
1679     t->kx_ctx->finish_task = GNUNET_SCHEDULER_add_now (finish_kx, t);
1680     return;
1681   }
1682
1683   delay = GNUNET_TIME_relative_divide (rekey_period, 4);
1684   delay = GNUNET_TIME_relative_min (delay, GNUNET_TIME_UNIT_MINUTES);
1685
1686   t->kx_ctx->finish_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (delay, finish_kx, t);
1687 }
1688
1689
1690
1691 /**
1692  * Pick a connection on which send the next data message.
1693  *
1694  * @param t Tunnel on which to send the message.
1695  *
1696  * @return The connection on which to send the next message.
1697  */
1698 static struct CadetConnection *
1699 tunnel_get_connection (struct CadetTunnel *t)
1700 {
1701   struct CadetTConnection *iter;
1702   struct CadetConnection *best;
1703   unsigned int qn;
1704   unsigned int lowest_q;
1705
1706   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "tunnel_get_connection %s\n", GCT_2s (t));
1707   best = NULL;
1708   lowest_q = UINT_MAX;
1709   for (iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
1710   {
1711     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  connection %s: %u\n",
1712          GCC_2s (iter->c), GCC_get_state (iter->c));
1713     if (CADET_CONNECTION_READY == GCC_get_state (iter->c))
1714     {
1715       qn = GCC_get_qn (iter->c, GCC_is_origin (iter->c, GNUNET_YES));
1716       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "    q_n %u, \n", qn);
1717       if (qn < lowest_q)
1718       {
1719         best = iter->c;
1720         lowest_q = qn;
1721       }
1722     }
1723   }
1724   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " selected: connection %s\n", GCC_2s (best));
1725   return best;
1726 }
1727
1728
1729 /**
1730  * Callback called when a queued message is sent.
1731  *
1732  * Calculates the average time and connection packet tracking.
1733  *
1734  * @param cls Closure (TunnelQueue handle).
1735  * @param c Connection this message was on.
1736  * @param q Connection queue handle (unused).
1737  * @param type Type of message sent.
1738  * @param fwd Was this a FWD going message?
1739  * @param size Size of the message.
1740  */
1741 static void
1742 tun_message_sent (void *cls,
1743               struct CadetConnection *c,
1744               struct CadetConnectionQueue *q,
1745               uint16_t type, int fwd, size_t size)
1746 {
1747   struct CadetTunnelQueue *qt = cls;
1748   struct CadetTunnel *t;
1749
1750   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "tun_message_sent\n");
1751
1752   GNUNET_assert (NULL != qt->cont);
1753   t = NULL == c ? NULL : GCC_get_tunnel (c);
1754   qt->cont (qt->cont_cls, t, qt, type, size);
1755   GNUNET_free (qt);
1756 }
1757
1758
1759 static unsigned int
1760 count_queued_data (const struct CadetTunnel *t)
1761 {
1762   struct CadetTunnelDelayed *iter;
1763   unsigned int count;
1764
1765   for (count = 0, iter = t->tq_head; iter != NULL; iter = iter->next)
1766     count++;
1767
1768   return count;
1769 }
1770
1771 /**
1772  * Delete a queued message: either was sent or the channel was destroyed
1773  * before the tunnel's key exchange had a chance to finish.
1774  *
1775  * @param tqd Delayed queue handle.
1776  */
1777 static void
1778 unqueue_data (struct CadetTunnelDelayed *tqd)
1779 {
1780   GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (tqd->t->tq_head, tqd->t->tq_tail, tqd);
1781   GNUNET_free (tqd);
1782 }
1783
1784
1785 /**
1786  * Cache a message to be sent once tunnel is online.
1787  *
1788  * @param t Tunnel to hold the message.
1789  * @param msg Message itself (copy will be made).
1790  */
1791 static struct CadetTunnelDelayed *
1792 queue_data (struct CadetTunnel *t, const struct GNUNET_MessageHeader *msg)
1793 {
1794   struct CadetTunnelDelayed *tqd;
1795   uint16_t size = ntohs (msg->size);
1796
1797   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "queue data on Tunnel %s\n", GCT_2s (t));
1798
1799   if (GNUNET_YES == is_ready (t))
1800   {
1801     GNUNET_break (0);
1802     return NULL;
1803   }
1804
1805   tqd = GNUNET_malloc (sizeof (struct CadetTunnelDelayed) + size);
1806
1807   tqd->t = t;
1808   memcpy (&tqd[1], msg, size);
1809   GNUNET_CONTAINER_DLL_insert_tail (t->tq_head, t->tq_tail, tqd);
1810   return tqd;
1811 }
1812
1813
1814 /**
1815  * Sends an already built message on a tunnel, encrypting it and
1816  * choosing the best connection.
1817  *
1818  * @param message Message to send. Function modifies it.
1819  * @param t Tunnel on which this message is transmitted.
1820  * @param c Connection to use (autoselect if NULL).
1821  * @param force Force the tunnel to take the message (buffer overfill).
1822  * @param cont Continuation to call once message is really sent.
1823  * @param cont_cls Closure for @c cont.
1824  * @param existing_q In case this a transmission of previously queued data,
1825  *                   this should be TunnelQueue given to the client.
1826  *                   Otherwise, NULL.
1827  *
1828  * @return Handle to cancel message.
1829  *         NULL if @c cont is NULL or an error happens and message is dropped.
1830  */
1831 static struct CadetTunnelQueue *
1832 send_prebuilt_message (const struct GNUNET_MessageHeader *message,
1833                        struct CadetTunnel *t, struct CadetConnection *c,
1834                        int force, GCT_sent cont, void *cont_cls,
1835                        struct CadetTunnelQueue *existing_q)
1836 {
1837   struct GNUNET_MessageHeader *msg;
1838   struct GNUNET_CADET_Encrypted *otr_msg;
1839   struct GNUNET_CADET_AX *ax_msg;
1840   struct CadetTunnelQueue *tq;
1841   size_t size = ntohs (message->size);
1842   const uint16_t max_overhead = sizeof (struct GNUNET_CADET_Encrypted)
1843                                 + sizeof (struct GNUNET_CADET_AX);
1844   char cbuf[max_overhead + size];
1845   size_t esize;
1846   uint32_t mid;
1847   uint32_t iv;
1848   uint16_t type;
1849   int fwd;
1850
1851   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "GMT Send on Tunnel %s\n", GCT_2s (t));
1852
1853   if (GNUNET_NO == is_ready (t))
1854   {
1855     struct CadetTunnelDelayed *tqd;
1856     /* A non null existing_q indicates sending of queued data.
1857      * Should only happen after tunnel becomes ready.
1858      */
1859     GNUNET_assert (NULL == existing_q);
1860     tqd = queue_data (t, message);
1861     if (NULL == cont)
1862       return NULL;
1863     tq = GNUNET_new (struct CadetTunnelQueue);
1864     tq->tqd = tqd;
1865     tqd->tq = tq;
1866     tq->cont = cont;
1867     tq->cont_cls = cont_cls;
1868     return tq;
1869   }
1870
1871   GNUNET_assert (GNUNET_NO == GCT_is_loopback (t));
1872
1873   if (CADET_Axolotl == t->enc_type)
1874   {
1875     ax_msg = (struct GNUNET_CADET_AX *) cbuf;
1876     msg = &ax_msg->header;
1877     msg->size = htons (sizeof (struct GNUNET_CADET_AX) + size);
1878     msg->type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_AX);
1879     ax_msg->reserved = 0;
1880     esize = t_ax_encrypt (t, &ax_msg[1], message, size);
1881     ax_msg->Ns = htonl (t->ax->Ns++);
1882     ax_msg->PNs = htonl (t->ax->PNs);
1883     GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_get_public (t->ax->DHRs, &ax_msg->DHRs);
1884     t_h_encrypt (t, ax_msg);
1885     t_hmac (&ax_msg->Ns, AX_HEADER_SIZE + esize, 0, &t->ax->HKs, &ax_msg->hmac);
1886   }
1887   else
1888   {
1889     otr_msg = (struct GNUNET_CADET_Encrypted *) cbuf;
1890     msg = &otr_msg->header;
1891     iv = GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE, UINT32_MAX);
1892     otr_msg->iv = iv;
1893     esize = t_encrypt (t, &otr_msg[1], message, size, iv, GNUNET_NO);
1894     t_hmac (&otr_msg[1], size, iv, select_key (t), &otr_msg->hmac);
1895     msg->size = htons (sizeof (struct GNUNET_CADET_Encrypted) + size);
1896     msg->type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_ENCRYPTED);
1897     otr_msg->ttl = htonl (default_ttl);
1898   }
1899   GNUNET_assert (esize == size);
1900
1901   if (NULL == c)
1902     c = tunnel_get_connection (t);
1903   if (NULL == c)
1904   {
1905     /* Why is tunnel 'ready'? Should have been queued! */
1906     if (NULL != t->destroy_task)
1907     {
1908       GNUNET_break (0);
1909       GCT_debug (t, GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING);
1910     }
1911     return NULL; /* Drop... */
1912   }
1913
1914   mid = 0;
1915   type = ntohs (message->type);
1916   switch (type)
1917   {
1918     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_DATA:
1919     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_DATA_ACK:
1920       if (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_DATA == type)
1921         mid = ntohl (((struct GNUNET_CADET_Data *) message)->mid);
1922       else
1923         mid = ntohl (((struct GNUNET_CADET_DataACK *) message)->mid);
1924       /* Fall thru */
1925     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KEEPALIVE:
1926     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_CREATE:
1927     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_DESTROY:
1928     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_ACK:
1929     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_NACK:
1930       break;
1931     default:
1932       GNUNET_break (0);
1933       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "type %s not valid\n", GC_m2s (type));
1934   }
1935   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "type %s\n", GC_m2s (type));
1936
1937   fwd = GCC_is_origin (c, GNUNET_YES);
1938
1939   if (NULL == cont)
1940   {
1941     GNUNET_break (NULL == GCC_send_prebuilt_message (msg, type,
1942                                                      mid, c, fwd, force, NULL, NULL));
1943     return NULL;
1944   }
1945   if (NULL == existing_q)
1946   {
1947     tq = GNUNET_new (struct CadetTunnelQueue); /* FIXME valgrind: leak*/
1948   }
1949   else
1950   {
1951     tq = existing_q;
1952     tq->tqd = NULL;
1953   }
1954   tq->cq = GCC_send_prebuilt_message (msg, type, mid, c, fwd, force,
1955                                       &tun_message_sent, tq);
1956   GNUNET_assert (NULL != tq->cq);
1957   tq->cont = cont;
1958   tq->cont_cls = cont_cls;
1959
1960   return tq;
1961 }
1962
1963
1964 /**
1965  * Send all cached messages that we can, tunnel is online.
1966  *
1967  * @param t Tunnel that holds the messages. Cannot be loopback.
1968  */
1969 static void
1970 send_queued_data (struct CadetTunnel *t)
1971 {
1972   struct CadetTunnelDelayed *tqd;
1973   struct CadetTunnelDelayed *next;
1974   unsigned int room;
1975
1976   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "Send queued data, tunnel %s\n", GCT_2s (t));
1977
1978   if (GCT_is_loopback (t))
1979   {
1980     GNUNET_break (0);
1981     return;
1982   }
1983
1984   if (GNUNET_NO == is_ready (t))
1985   {
1986     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  not ready yet: %s/%s\n",
1987          estate2s (t->estate), cstate2s (t->cstate));
1988     return;
1989   }
1990
1991   room = GCT_get_connections_buffer (t);
1992   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  buffer space: %u\n", room);
1993   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  tq head: %p\n", t->tq_head);
1994   for (tqd = t->tq_head; NULL != tqd && room > 0; tqd = next)
1995   {
1996     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " sending queued data\n");
1997     next = tqd->next;
1998     room--;
1999     send_prebuilt_message ((struct GNUNET_MessageHeader *) &tqd[1],
2000                            tqd->t, NULL, GNUNET_YES,
2001                            NULL != tqd->tq ? tqd->tq->cont : NULL,
2002                            NULL != tqd->tq ? tqd->tq->cont_cls : NULL,
2003                            tqd->tq);
2004     unqueue_data (tqd);
2005   }
2006   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "GCT_send_queued_data end\n", GCP_2s (t->peer));
2007 }
2008
2009
2010 /**
2011  * @brief Resend the AX KX until we complete the handshake.
2012  *
2013  * @param cls Closure (tunnel).
2014  * @param tc Task context.
2015  */
2016 static void
2017 ax_kx_resend (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
2018 {
2019   struct CadetTunnel *t = cls;
2020
2021   t->rekey_task = NULL;
2022
2023   if (0 != (tc->reason & GNUNET_SCHEDULER_REASON_SHUTDOWN))
2024     return;
2025
2026   if (CADET_TUNNEL_KEY_OK == t->estate)
2027     return;
2028
2029   GCT_send_ax_kx (t, GNUNET_YES);
2030 }
2031
2032
2033 /**
2034  * Callback called when a queued message is sent.
2035  *
2036  * @param cls Closure.
2037  * @param c Connection this message was on.
2038  * @param type Type of message sent.
2039  * @param fwd Was this a FWD going message?
2040  * @param size Size of the message.
2041  */
2042 static void
2043 ephm_sent (void *cls,
2044            struct CadetConnection *c,
2045            struct CadetConnectionQueue *q,
2046            uint16_t type, int fwd, size_t size)
2047 {
2048   struct CadetTunnel *t = cls;
2049   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "ephemeral sent %s\n", GC_m2s (type));
2050
2051   t->ephm_h = NULL;
2052
2053   if (CADET_TUNNEL_KEY_OK == t->estate)
2054     return;
2055
2056   if (CADET_Axolotl == t->enc_type && CADET_TUNNEL_KEY_OK != t->estate)
2057   {
2058     if (NULL != t->rekey_task)
2059     {
2060       GNUNET_break (0);
2061       GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->rekey_task);
2062     }
2063     t->rekey_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (GNUNET_TIME_UNIT_SECONDS,
2064                                                   &ax_kx_resend, t);
2065   }
2066 }
2067
2068
2069 /**
2070  * Callback called when a queued message is sent.
2071  *
2072  * @param cls Closure.
2073  * @param c Connection this message was on.
2074  * @param type Type of message sent.
2075  * @param fwd Was this a FWD going message?
2076  * @param size Size of the message.
2077  */
2078 static void
2079 pong_sent (void *cls,
2080            struct CadetConnection *c,
2081            struct CadetConnectionQueue *q,
2082            uint16_t type, int fwd, size_t size)
2083 {
2084   struct CadetTunnel *t = cls;
2085   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "pong_sent %s\n", GC_m2s (type));
2086
2087   t->pong_h = NULL;
2088 }
2089
2090
2091 /**
2092  * Sends key exchange message on a tunnel, choosing the best connection.
2093  * Should not be called on loopback tunnels.
2094  *
2095  * @param t Tunnel on which this message is transmitted.
2096  * @param message Message to send. Function modifies it.
2097  *
2098  * @return Handle to the message in the connection queue.
2099  */
2100 static struct CadetConnectionQueue *
2101 send_kx (struct CadetTunnel *t,
2102          const struct GNUNET_MessageHeader *message)
2103 {
2104   struct CadetConnection *c;
2105   struct GNUNET_CADET_KX *msg;
2106   size_t size = ntohs (message->size);
2107   char cbuf[sizeof (struct GNUNET_CADET_KX) + size];
2108   uint16_t type;
2109   int fwd;
2110   GCC_sent cont;
2111
2112   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "GMT KX on Tunnel %s\n", GCT_2s (t));
2113
2114   /* Avoid loopback. */
2115   if (GCT_is_loopback (t))
2116   {
2117     GNUNET_break (0);
2118     return NULL;
2119   }
2120   type = ntohs (message->type);
2121
2122   /* Even if tunnel is "being destroyed", send anyway.
2123    * Could be a response to a rekey initiated by remote peer,
2124    * who is trying to create a new channel!
2125    */
2126
2127   /* Must have a connection, or be looking for one. */
2128   if (NULL == t->connection_head)
2129   {
2130     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "%s with no connection\n", GC_m2s (type));
2131     if (CADET_TUNNEL_SEARCHING != t->cstate)
2132     {
2133       GNUNET_break (0);
2134       GCT_debug (t, GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR);
2135       GCP_debug (t->peer, GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR);
2136     }
2137     return NULL;
2138   }
2139
2140   msg = (struct GNUNET_CADET_KX *) cbuf;
2141   msg->header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KX);
2142   msg->header.size = htons (sizeof (struct GNUNET_CADET_KX) + size);
2143   c = tunnel_get_connection (t);
2144   if (NULL == c)
2145   {
2146     if (NULL == t->destroy_task && CADET_TUNNEL_READY == t->cstate)
2147     {
2148       GNUNET_break (0);
2149       GCT_debug (t, GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR);
2150     }
2151     return NULL;
2152   }
2153   switch (type)
2154   {
2155     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KX_EPHEMERAL:
2156     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_AX_KX:
2157       GNUNET_assert (NULL == t->ephm_h);
2158       cont = &ephm_sent;
2159       break;
2160     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KX_PONG:
2161       GNUNET_assert (NULL == t->pong_h);
2162       cont = &pong_sent;
2163       break;
2164
2165     default:
2166       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "unkown type %s\n", GC_m2s (type));
2167       GNUNET_assert (0);
2168   }
2169   memcpy (&msg[1], message, size);
2170
2171   fwd = GCC_is_origin (c, GNUNET_YES);
2172
2173   return GCC_send_prebuilt_message (&msg->header, type, 0, c,
2174                                     fwd, GNUNET_YES,
2175                                     cont, t);
2176 }
2177
2178
2179 /**
2180  * Send the ephemeral key on a tunnel.
2181  *
2182  * @param t Tunnel on which to send the key.
2183  */
2184 static void
2185 send_ephemeral (struct CadetTunnel *t)
2186 {
2187   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "===> EPHM for %s\n", GCT_2s (t));
2188   if (NULL != t->ephm_h)
2189   {
2190     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "     already queued\n");
2191     return;
2192   }
2193
2194   otr_kx_msg.sender_status = htonl (t->estate);
2195   otr_kx_msg.iv = GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE, UINT32_MAX);
2196   otr_kx_msg.nonce = t->kx_ctx->challenge;
2197   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  send nonce c %u\n", otr_kx_msg.nonce);
2198   t_encrypt (t, &otr_kx_msg.nonce, &otr_kx_msg.nonce,
2199              ping_encryption_size(), otr_kx_msg.iv, GNUNET_YES);
2200   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  send nonce e %u\n", otr_kx_msg.nonce);
2201   t->ephm_h = send_kx (t, &otr_kx_msg.header);
2202 }
2203
2204
2205 /**
2206  * Send a pong message on a tunnel.
2207  *d_
2208  * @param t Tunnel on which to send the pong.
2209  * @param challenge Value sent in the ping that we have to send back.
2210  */
2211 static void
2212 send_pong (struct CadetTunnel *t, uint32_t challenge)
2213 {
2214   struct GNUNET_CADET_KX_Pong msg;
2215
2216   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "===> PONG for %s\n", GCT_2s (t));
2217   if (NULL != t->pong_h)
2218   {
2219     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "     already queued\n");
2220     return;
2221   }
2222   msg.header.size = htons (sizeof (msg));
2223   msg.header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KX_PONG);
2224   msg.iv = GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE, UINT32_MAX);
2225   msg.nonce = challenge;
2226   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  sending %u\n", msg.nonce);
2227   t_encrypt (t, &msg.nonce, &msg.nonce,
2228              sizeof (msg.nonce), msg.iv, GNUNET_YES);
2229   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  e sending %u\n", msg.nonce);
2230
2231   t->pong_h = send_kx (t, &msg.header);
2232 }
2233
2234
2235 /**
2236  * Initiate a rekey with the remote peer.
2237  *
2238  * @param cls Closure (tunnel).
2239  * @param tc TaskContext.
2240  */
2241 static void
2242 rekey_tunnel (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
2243 {
2244   struct CadetTunnel *t = cls;
2245
2246   t->rekey_task = NULL;
2247
2248   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "Re-key Tunnel %s\n", GCT_2s (t));
2249   if (NULL != tc && 0 != (GNUNET_SCHEDULER_REASON_SHUTDOWN & tc->reason))
2250     return;
2251
2252   GNUNET_assert (NULL != t->kx_ctx);
2253   struct GNUNET_TIME_Relative duration;
2254
2255   duration = GNUNET_TIME_absolute_get_duration (t->kx_ctx->rekey_start_time);
2256   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " kx started %s ago\n",
2257         GNUNET_STRINGS_relative_time_to_string (duration, GNUNET_YES));
2258
2259   // FIXME make duration of old keys configurable
2260   if (duration.rel_value_us >= GNUNET_TIME_UNIT_MINUTES.rel_value_us)
2261   {
2262     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " deleting old keys\n");
2263     memset (&t->kx_ctx->d_key_old, 0, sizeof (t->kx_ctx->d_key_old));
2264     memset (&t->kx_ctx->e_key_old, 0, sizeof (t->kx_ctx->e_key_old));
2265   }
2266
2267   send_ephemeral (t);
2268
2269   switch (t->estate)
2270   {
2271     case CADET_TUNNEL_KEY_UNINITIALIZED:
2272       GCT_change_estate (t, CADET_TUNNEL_KEY_SENT);
2273       break;
2274
2275     case CADET_TUNNEL_KEY_SENT:
2276       break;
2277
2278     case CADET_TUNNEL_KEY_OK:
2279       /* Inconsistent!
2280        * - state should have changed during rekey_iterator
2281        * - task should have been canceled at pong_handle
2282        */
2283       GNUNET_break (0);
2284       GCT_change_estate (t, CADET_TUNNEL_KEY_REKEY);
2285       break;
2286
2287     case CADET_TUNNEL_KEY_PING:
2288     case CADET_TUNNEL_KEY_REKEY:
2289       break;
2290
2291     default:
2292       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Unexpected state %u\n", t->estate);
2293   }
2294
2295   // FIXME exponential backoff
2296   struct GNUNET_TIME_Relative delay;
2297
2298   delay = GNUNET_TIME_relative_divide (rekey_period, 16);
2299   delay = GNUNET_TIME_relative_min (delay, REKEY_WAIT);
2300   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  next call in %s\n",
2301        GNUNET_STRINGS_relative_time_to_string (delay, GNUNET_YES));
2302   t->rekey_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (delay, &rekey_tunnel, t);
2303 }
2304
2305
2306 /**
2307  * Our ephemeral key has changed, create new session key on all tunnels.
2308  *
2309  * Each tunnel will start the Key Exchange with a random delay between
2310  * 0 and number_of_tunnels*100 milliseconds, so there are 10 key exchanges
2311  * per second, on average.
2312  *
2313  * @param cls Closure (size of the hashmap).
2314  * @param key Current public key.
2315  * @param value Value in the hash map (tunnel).
2316  *
2317  * @return #GNUNET_YES, so we should continue to iterate,
2318  */
2319 static int
2320 rekey_iterator (void *cls,
2321                 const struct GNUNET_PeerIdentity *key,
2322                 void *value)
2323 {
2324   struct CadetTunnel *t = value;
2325   struct GNUNET_TIME_Relative delay;
2326   long n = (long) cls;
2327   uint32_t r;
2328
2329   if (NULL != t->rekey_task)
2330     return GNUNET_YES;
2331
2332   if (GNUNET_YES == GCT_is_loopback (t))
2333     return GNUNET_YES;
2334
2335   if (CADET_OTR != t->enc_type)
2336     return GNUNET_YES;
2337
2338   r = GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_WEAK, (uint32_t) n * 100);
2339   delay = GNUNET_TIME_relative_multiply (GNUNET_TIME_UNIT_MILLISECONDS, r);
2340   t->rekey_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (delay, &rekey_tunnel, t);
2341   if (GNUNET_OK == create_kx_ctx (t))
2342     GCT_change_estate (t, CADET_TUNNEL_KEY_REKEY);
2343   else
2344   {
2345     GNUNET_break (0);
2346     // FIXME restart kx
2347   }
2348
2349   return GNUNET_YES;
2350 }
2351
2352
2353 /**
2354  * Create a new ephemeral key and key message, schedule next rekeying.
2355  *
2356  * @param cls Closure (unused).
2357  * @param tc TaskContext.
2358  */
2359 static void
2360 global_otr_rekey (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
2361 {
2362   struct GNUNET_TIME_Absolute time;
2363   long n;
2364
2365   rekey_task = NULL;
2366
2367   if (0 != (GNUNET_SCHEDULER_REASON_SHUTDOWN & tc->reason))
2368     return;
2369
2370   GNUNET_free_non_null (otr_ephemeral_key);
2371   otr_ephemeral_key = GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_create ();
2372
2373   time = GNUNET_TIME_absolute_get ();
2374   otr_kx_msg.creation_time = GNUNET_TIME_absolute_hton (time);
2375   time = GNUNET_TIME_absolute_add (time, rekey_period);
2376   time = GNUNET_TIME_absolute_add (time, GNUNET_TIME_UNIT_MINUTES);
2377   otr_kx_msg.expiration_time = GNUNET_TIME_absolute_hton (time);
2378   GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_get_public (otr_ephemeral_key, &otr_kx_msg.ephemeral_key);
2379   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "GLOBAL OTR RE-KEY, NEW EPHM: %s\n",
2380        GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &otr_kx_msg.ephemeral_key));
2381
2382   GNUNET_assert (GNUNET_OK ==
2383                  GNUNET_CRYPTO_eddsa_sign (id_key,
2384                                            &otr_kx_msg.purpose,
2385                                            &otr_kx_msg.signature));
2386
2387   n = (long) GNUNET_CONTAINER_multipeermap_size (tunnels);
2388   GNUNET_CONTAINER_multipeermap_iterate (tunnels, &rekey_iterator, (void *) n);
2389
2390   rekey_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (rekey_period,
2391                                              &global_otr_rekey, NULL);
2392 }
2393
2394
2395 /**
2396  * Called only on shutdown, destroy every tunnel.
2397  *
2398  * @param cls Closure (unused).
2399  * @param key Current public key.
2400  * @param value Value in the hash map (tunnel).
2401  *
2402  * @return #GNUNET_YES, so we should continue to iterate,
2403  */
2404 static int
2405 destroy_iterator (void *cls,
2406                 const struct GNUNET_PeerIdentity *key,
2407                 void *value)
2408 {
2409   struct CadetTunnel *t = value;
2410
2411   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "GCT_shutdown destroying tunnel at %p\n", t);
2412   GCT_destroy (t);
2413   return GNUNET_YES;
2414 }
2415
2416
2417 /**
2418  * Notify remote peer that we don't know a channel he is talking about,
2419  * probably CHANNEL_DESTROY was missed.
2420  *
2421  * @param t Tunnel on which to notify.
2422  * @param gid ID of the channel.
2423  */
2424 static void
2425 send_channel_destroy (struct CadetTunnel *t, unsigned int gid)
2426 {
2427   struct GNUNET_CADET_ChannelManage msg;
2428
2429   msg.header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_DESTROY);
2430   msg.header.size = htons (sizeof (msg));
2431   msg.chid = htonl (gid);
2432
2433   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
2434        "WARNING destroying unknown channel %u on tunnel %s\n",
2435        gid, GCT_2s (t));
2436   send_prebuilt_message (&msg.header, t, NULL, GNUNET_YES, NULL, NULL, NULL);
2437 }
2438
2439
2440 /**
2441  * Demultiplex data per channel and call appropriate channel handler.
2442  *
2443  * @param t Tunnel on which the data came.
2444  * @param msg Data message.
2445  * @param fwd Is this message fwd? This only is meaningful in loopback channels.
2446  *            #GNUNET_YES if message is FWD on the respective channel (loopback)
2447  *            #GNUNET_NO if message is BCK on the respective channel (loopback)
2448  *            #GNUNET_SYSERR if message on a one-ended channel (remote)
2449  */
2450 static void
2451 handle_data (struct CadetTunnel *t,
2452              const struct GNUNET_CADET_Data *msg,
2453              int fwd)
2454 {
2455   struct CadetChannel *ch;
2456   size_t size;
2457
2458   /* Check size */
2459   size = ntohs (msg->header.size);
2460   if (size <
2461       sizeof (struct GNUNET_CADET_Data) +
2462       sizeof (struct GNUNET_MessageHeader))
2463   {
2464     GNUNET_break (0);
2465     return;
2466   }
2467   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " payload of type %s\n",
2468               GC_m2s (ntohs (msg[1].header.type)));
2469
2470   /* Check channel */
2471   ch = GCT_get_channel (t, ntohl (msg->chid));
2472   if (NULL == ch)
2473   {
2474     GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# data on unknown channel",
2475                               1, GNUNET_NO);
2476     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "WARNING channel 0x%X unknown\n",
2477          ntohl (msg->chid));
2478     send_channel_destroy (t, ntohl (msg->chid));
2479     return;
2480   }
2481
2482   GCCH_handle_data (ch, msg, fwd);
2483 }
2484
2485
2486 /**
2487  * Demultiplex data ACKs per channel and update appropriate channel buffer info.
2488  *
2489  * @param t Tunnel on which the DATA ACK came.
2490  * @param msg DATA ACK message.
2491  * @param fwd Is this message fwd? This only is meaningful in loopback channels.
2492  *            #GNUNET_YES if message is FWD on the respective channel (loopback)
2493  *            #GNUNET_NO if message is BCK on the respective channel (loopback)
2494  *            #GNUNET_SYSERR if message on a one-ended channel (remote)
2495  */
2496 static void
2497 handle_data_ack (struct CadetTunnel *t,
2498                  const struct GNUNET_CADET_DataACK *msg,
2499                  int fwd)
2500 {
2501   struct CadetChannel *ch;
2502   size_t size;
2503
2504   /* Check size */
2505   size = ntohs (msg->header.size);
2506   if (size != sizeof (struct GNUNET_CADET_DataACK))
2507   {
2508     GNUNET_break (0);
2509     return;
2510   }
2511
2512   /* Check channel */
2513   ch = GCT_get_channel (t, ntohl (msg->chid));
2514   if (NULL == ch)
2515   {
2516     GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# data ack on unknown channel",
2517                               1, GNUNET_NO);
2518     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "WARNING channel %u unknown\n",
2519          ntohl (msg->chid));
2520     return;
2521   }
2522
2523   GCCH_handle_data_ack (ch, msg, fwd);
2524 }
2525
2526
2527 /**
2528  * Handle channel create.
2529  *
2530  * @param t Tunnel on which the data came.
2531  * @param msg Data message.
2532  */
2533 static void
2534 handle_ch_create (struct CadetTunnel *t,
2535                   const struct GNUNET_CADET_ChannelCreate *msg)
2536 {
2537   struct CadetChannel *ch;
2538   size_t size;
2539
2540   /* Check size */
2541   size = ntohs (msg->header.size);
2542   if (size != sizeof (struct GNUNET_CADET_ChannelCreate))
2543   {
2544     GNUNET_break (0);
2545     return;
2546   }
2547
2548   /* Check channel */
2549   ch = GCT_get_channel (t, ntohl (msg->chid));
2550   if (NULL != ch && ! GCT_is_loopback (t))
2551   {
2552     /* Probably a retransmission, safe to ignore */
2553     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "   already exists...\n");
2554   }
2555   ch = GCCH_handle_create (t, msg);
2556   if (NULL != ch)
2557     GCT_add_channel (t, ch);
2558 }
2559
2560
2561
2562 /**
2563  * Handle channel NACK: check correctness and call channel handler for NACKs.
2564  *
2565  * @param t Tunnel on which the NACK came.
2566  * @param msg NACK message.
2567  */
2568 static void
2569 handle_ch_nack (struct CadetTunnel *t,
2570                 const struct GNUNET_CADET_ChannelManage *msg)
2571 {
2572   struct CadetChannel *ch;
2573   size_t size;
2574
2575   /* Check size */
2576   size = ntohs (msg->header.size);
2577   if (size != sizeof (struct GNUNET_CADET_ChannelManage))
2578   {
2579     GNUNET_break (0);
2580     return;
2581   }
2582
2583   /* Check channel */
2584   ch = GCT_get_channel (t, ntohl (msg->chid));
2585   if (NULL == ch)
2586   {
2587     GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# channel NACK on unknown channel",
2588                               1, GNUNET_NO);
2589     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "WARNING channel %u unknown\n",
2590          ntohl (msg->chid));
2591     return;
2592   }
2593
2594   GCCH_handle_nack (ch);
2595 }
2596
2597
2598 /**
2599  * Handle a CHANNEL ACK (SYNACK/ACK).
2600  *
2601  * @param t Tunnel on which the CHANNEL ACK came.
2602  * @param msg CHANNEL ACK message.
2603  * @param fwd Is this message fwd? This only is meaningful in loopback channels.
2604  *            #GNUNET_YES if message is FWD on the respective channel (loopback)
2605  *            #GNUNET_NO if message is BCK on the respective channel (loopback)
2606  *            #GNUNET_SYSERR if message on a one-ended channel (remote)
2607  */
2608 static void
2609 handle_ch_ack (struct CadetTunnel *t,
2610                const struct GNUNET_CADET_ChannelManage *msg,
2611                int fwd)
2612 {
2613   struct CadetChannel *ch;
2614   size_t size;
2615
2616   /* Check size */
2617   size = ntohs (msg->header.size);
2618   if (size != sizeof (struct GNUNET_CADET_ChannelManage))
2619   {
2620     GNUNET_break (0);
2621     return;
2622   }
2623
2624   /* Check channel */
2625   ch = GCT_get_channel (t, ntohl (msg->chid));
2626   if (NULL == ch)
2627   {
2628     GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# channel ack on unknown channel",
2629                               1, GNUNET_NO);
2630     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "WARNING channel %u unknown\n",
2631          ntohl (msg->chid));
2632     return;
2633   }
2634
2635   GCCH_handle_ack (ch, msg, fwd);
2636 }
2637
2638
2639 /**
2640  * Handle a channel destruction message.
2641  *
2642  * @param t Tunnel on which the message came.
2643  * @param msg Channel destroy message.
2644  * @param fwd Is this message fwd? This only is meaningful in loopback channels.
2645  *            #GNUNET_YES if message is FWD on the respective channel (loopback)
2646  *            #GNUNET_NO if message is BCK on the respective channel (loopback)
2647  *            #GNUNET_SYSERR if message on a one-ended channel (remote)
2648  */
2649 static void
2650 handle_ch_destroy (struct CadetTunnel *t,
2651                    const struct GNUNET_CADET_ChannelManage *msg,
2652                    int fwd)
2653 {
2654   struct CadetChannel *ch;
2655   size_t size;
2656
2657   /* Check size */
2658   size = ntohs (msg->header.size);
2659   if (size != sizeof (struct GNUNET_CADET_ChannelManage))
2660   {
2661     GNUNET_break (0);
2662     return;
2663   }
2664
2665   /* Check channel */
2666   ch = GCT_get_channel (t, ntohl (msg->chid));
2667   if (NULL == ch)
2668   {
2669     /* Probably a retransmission, safe to ignore */
2670     return;
2671   }
2672
2673   GCCH_handle_destroy (ch, msg, fwd);
2674 }
2675
2676
2677 /**
2678  * Create a new Axolotl ephemeral (ratchet) key.
2679  *
2680  * @param t Tunnel.
2681  */
2682 static void
2683 new_ephemeral (struct CadetTunnel *t)
2684 {
2685   GNUNET_free_non_null (t->ax->DHRs);
2686   t->ax->DHRs = GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_create();
2687 }
2688
2689
2690 /**
2691  * Free Axolotl data.
2692  *
2693  * @param t Tunnel.
2694  */
2695 static void
2696 destroy_ax (struct CadetTunnel *t)
2697 {
2698   if (NULL == t->ax)
2699     return;
2700
2701   GNUNET_free_non_null (t->ax->DHRs);
2702   GNUNET_free_non_null (t->ax->kx_0);
2703
2704   GNUNET_free (t->ax);
2705   t->ax = NULL;
2706
2707   if (NULL != t->rekey_task)
2708   {
2709     GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->rekey_task);
2710     t->rekey_task = NULL;
2711   }
2712   if (NULL != t->ephm_h)
2713   {
2714     GCC_cancel (t->ephm_h);
2715     t->ephm_h = NULL;
2716   }
2717 }
2718
2719
2720
2721 /**
2722  * The peer's ephemeral key has changed: update the symmetrical keys.
2723  *
2724  * @param t Tunnel this message came on.
2725  * @param msg Key eXchange message.
2726  */
2727 static void
2728 handle_ephemeral (struct CadetTunnel *t,
2729                   const struct GNUNET_CADET_KX_Ephemeral *msg)
2730 {
2731   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "<=== EPHM for %s\n", GCT_2s (t));
2732
2733   if (GNUNET_OK != check_ephemeral (t, msg))
2734   {
2735     GNUNET_break_op (0);
2736     return;
2737   }
2738
2739   /* If we get a proper OTR-style ephemeral, fallback to old crypto. */
2740   if (NULL != t->ax)
2741   {
2742     destroy_ax (t);
2743     t->enc_type = CADET_OTR;
2744     if (NULL != t->rekey_task)
2745       GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->rekey_task);
2746     if (GNUNET_OK != create_kx_ctx (t))
2747     {
2748       // FIXME restart kx
2749       GNUNET_break (0);
2750       return;
2751     }
2752     rekey_tunnel (t, NULL);
2753     GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# otr-downgrades", -1, GNUNET_NO);
2754   }
2755
2756   /**
2757    * If the key is different from what we know, derive the new E/D keys.
2758    * Else destroy the rekey ctx (duplicate EPHM after successful KX).
2759    */
2760   if (0 != memcmp (&t->peers_ephemeral_key, &msg->ephemeral_key,
2761                    sizeof (msg->ephemeral_key)))
2762   {
2763     #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
2764     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "OLD: %s\n",
2765          GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->peers_ephemeral_key));
2766     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "NEW: %s\n",
2767          GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &msg->ephemeral_key));
2768     #endif
2769     t->peers_ephemeral_key = msg->ephemeral_key;
2770
2771     if (GNUNET_OK != create_kx_ctx (t))
2772     {
2773       // FIXME restart kx
2774       GNUNET_break (0);
2775       return;
2776     }
2777
2778     if (CADET_TUNNEL_KEY_OK == t->estate)
2779     {
2780       GCT_change_estate (t, CADET_TUNNEL_KEY_REKEY);
2781     }
2782     if (NULL != t->rekey_task)
2783       GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->rekey_task);
2784     t->rekey_task = GNUNET_SCHEDULER_add_now (rekey_tunnel, t);
2785   }
2786   if (CADET_TUNNEL_KEY_SENT == t->estate)
2787   {
2788     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  our key was sent, sending challenge\n");
2789     send_ephemeral (t);
2790     GCT_change_estate (t, CADET_TUNNEL_KEY_PING);
2791   }
2792
2793   if (CADET_TUNNEL_KEY_UNINITIALIZED != ntohl(msg->sender_status))
2794   {
2795     uint32_t nonce;
2796
2797     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  recv nonce e %u\n", msg->nonce);
2798     t_decrypt (t, &nonce, &msg->nonce, ping_encryption_size (), msg->iv);
2799     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  recv nonce c %u\n", nonce);
2800     send_pong (t, nonce);
2801   }
2802 }
2803
2804
2805 /**
2806  * Peer has answer to our challenge.
2807  * If answer is successful, consider the key exchange finished and clean
2808  * up all related state.
2809  *
2810  * @param t Tunnel this message came on.
2811  * @param msg Key eXchange Pong message.
2812  */
2813 static void
2814 handle_pong (struct CadetTunnel *t, const struct GNUNET_CADET_KX_Pong *msg)
2815 {
2816   uint32_t challenge;
2817
2818   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "<=== PONG for %s\n", GCT_2s (t));
2819   if (NULL == t->rekey_task)
2820   {
2821     GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# duplicate PONG messages", 1, GNUNET_NO);
2822     return;
2823   }
2824   if (NULL == t->kx_ctx)
2825   {
2826     GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# stray PONG messages", 1, GNUNET_NO);
2827     return;
2828   }
2829
2830   t_decrypt (t, &challenge, &msg->nonce, sizeof (uint32_t), msg->iv);
2831   if (challenge != t->kx_ctx->challenge)
2832   {
2833     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "Wrong PONG challenge on %s\n", GCT_2s (t));
2834     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "PONG: %u (e: %u). Expected: %u.\n",
2835          challenge, msg->nonce, t->kx_ctx->challenge);
2836     send_ephemeral (t);
2837     return;
2838   }
2839   GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->rekey_task);
2840   t->rekey_task = NULL;
2841
2842   /* Don't free the old keys right away, but after a delay.
2843    * Rationale: the KX could have happened over a very fast connection,
2844    * with payload traffic still signed with the old key stuck in a slower
2845    * connection.
2846    * Don't keep the keys longer than 1/4 the rekey period, and no longer than
2847    * one minute.
2848    */
2849   destroy_kx_ctx (t);
2850   GCT_change_estate (t, CADET_TUNNEL_KEY_OK);
2851 }
2852
2853
2854 /**
2855  * Handle Axolotl handshake.
2856  *
2857  * @param t Tunnel this message came on.
2858  * @param msg Key eXchange Pong message.
2859  */
2860 static void
2861 handle_kx_ax (struct CadetTunnel *t, const struct GNUNET_CADET_AX_KX *msg)
2862 {
2863   struct CadetTunnelAxolotl *ax;
2864   struct GNUNET_HashCode key_material[3];
2865   struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey keys[5];
2866   const struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey *pub;
2867   const struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePrivateKey *priv;
2868   const char salt[] = "CADET Axolotl salt";
2869   const struct GNUNET_PeerIdentity *pid;
2870   int am_I_alice;
2871
2872   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "<=== AX_KX on %s\n", GCT_2s (t));
2873
2874   if (NULL == t->ax)
2875   {
2876     /* Something is wrong if ax is NULL. Whose fault it is? */
2877     GNUNET_break_op (CADET_OTR == t->enc_type);
2878     GNUNET_break (CADET_Axolotl == t->enc_type);
2879     return;
2880   }
2881
2882   if (GNUNET_OK != GCP_check_key (t->peer, &msg->permanent_key,
2883                                   &msg->purpose, &msg->signature))
2884   {
2885     GNUNET_break_op (0);
2886     return;
2887   }
2888
2889   pid = GCT_get_destination (t);
2890   if (0 > GNUNET_CRYPTO_cmp_peer_identity (&my_full_id, pid))
2891     am_I_alice = GNUNET_YES;
2892   else if (0 < GNUNET_CRYPTO_cmp_peer_identity (&my_full_id, pid))
2893     am_I_alice = GNUNET_NO;
2894   else
2895   {
2896     GNUNET_break_op (0);
2897     return;
2898   }
2899
2900   if (GNUNET_YES == ntohl (msg->force_reply))
2901     GCT_send_ax_kx (t, GNUNET_NO);
2902
2903   if (CADET_TUNNEL_KEY_OK == t->estate)
2904     return;
2905
2906   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, " is Alice? %s\n", am_I_alice ? "YES" : "NO");
2907
2908   ax = t->ax;
2909   ax->DHRr = msg->ratchet_key;
2910   ax->DHIr = msg->permanent_key;
2911
2912   /* ECDH A B0 */
2913   if (GNUNET_YES == am_I_alice)
2914   {
2915     priv = ax_key;                                              /* A */
2916     pub = &msg->ephemeral_key;                                  /* B0 */
2917   }
2918   else
2919   {
2920     priv = ax->kx_0;                                            /* B0 */
2921     pub = &ax->DHIr;                                            /* A */
2922   }
2923   GNUNET_CRYPTO_ecc_ecdh (priv, pub, &key_material[0]);
2924
2925   /* ECDH A0 B */
2926   if (GNUNET_YES == am_I_alice)
2927   {
2928     priv = ax->kx_0;                                            /* A0 */
2929     pub = &ax->DHIr;                                            /* B */
2930   }
2931   else
2932   {
2933     priv = ax_key;                                              /* B */
2934     pub = &msg->ephemeral_key;                                  /* A0 */
2935   }
2936   GNUNET_CRYPTO_ecc_ecdh (priv, pub, &key_material[1]);
2937
2938   /* ECDH A0 B0*/
2939   priv = ax->kx_0;                                              /* A0 or B0 */
2940   pub = &msg->ephemeral_key;                                    /* B0 or A0 */
2941   GNUNET_CRYPTO_ecc_ecdh (priv, pub, &key_material[2]);
2942
2943   #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
2944   {
2945     unsigned int i;
2946     for (i = 0; i < 3; i++)
2947       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "km[%u]: %s\n",
2948            i, GNUNET_h2s (&key_material[i]));
2949   }
2950   #endif
2951
2952   /* KDF */
2953   GNUNET_CRYPTO_kdf (keys, sizeof (keys),
2954                      salt, sizeof (salt),
2955                      &key_material, sizeof (key_material), NULL);
2956
2957   ax->RK = keys[0];
2958   if (GNUNET_YES == am_I_alice)
2959   {
2960     ax->HKr = keys[1];
2961     ax->NHKs = keys[2];
2962     ax->NHKr = keys[3];
2963     ax->CKr = keys[4];
2964     ax->ratchet_flag = GNUNET_YES;
2965   }
2966   else
2967   {
2968     ax->HKs = keys[1];
2969     ax->NHKr = keys[2];
2970     ax->NHKs = keys[3];
2971     ax->CKs = keys[4];
2972     ax->ratchet_flag = GNUNET_NO;
2973     ax->ratchet_allowed = GNUNET_NO;
2974     ax->ratchet_counter = 0;
2975     ax->ratchet_expiration =
2976       GNUNET_TIME_absolute_add (GNUNET_TIME_absolute_get(), ratchet_time);
2977   }
2978   GCT_change_estate (t, CADET_TUNNEL_KEY_OK);
2979 }
2980
2981
2982 /**
2983  * Demultiplex by message type and call appropriate handler for a message
2984  * towards a channel of a local tunnel.
2985  *
2986  * @param t Tunnel this message came on.
2987  * @param msgh Message header.
2988  * @param fwd Is this message fwd? This only is meaningful in loopback channels.
2989  *            #GNUNET_YES if message is FWD on the respective channel (loopback)
2990  *            #GNUNET_NO if message is BCK on the respective channel (loopback)
2991  *            #GNUNET_SYSERR if message on a one-ended channel (remote)
2992  */
2993 static void
2994 handle_decrypted (struct CadetTunnel *t,
2995                   const struct GNUNET_MessageHeader *msgh,
2996                   int fwd)
2997 {
2998   uint16_t type;
2999
3000   type = ntohs (msgh->type);
3001   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "<=== %s on %s\n", GC_m2s (type), GCT_2s (t));
3002
3003   switch (type)
3004   {
3005     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KEEPALIVE:
3006       /* Do nothing, connection aleady got updated. */
3007       GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# keepalives received", 1, GNUNET_NO);
3008       break;
3009
3010     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_DATA:
3011       /* Don't send hop ACK, wait for client to ACK */
3012       handle_data (t, (struct GNUNET_CADET_Data *) msgh, fwd);
3013       break;
3014
3015     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_DATA_ACK:
3016       handle_data_ack (t, (struct GNUNET_CADET_DataACK *) msgh, fwd);
3017       break;
3018
3019     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_CREATE:
3020       handle_ch_create (t, (struct GNUNET_CADET_ChannelCreate *) msgh);
3021       break;
3022
3023     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_NACK:
3024       handle_ch_nack (t, (struct GNUNET_CADET_ChannelManage *) msgh);
3025       break;
3026
3027     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_ACK:
3028       handle_ch_ack (t, (struct GNUNET_CADET_ChannelManage *) msgh, fwd);
3029       break;
3030
3031     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_CHANNEL_DESTROY:
3032       handle_ch_destroy (t, (struct GNUNET_CADET_ChannelManage *) msgh, fwd);
3033       break;
3034
3035     default:
3036       GNUNET_break_op (0);
3037       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
3038            "end-to-end message not known (%u)\n",
3039            ntohs (msgh->type));
3040       GCT_debug (t, GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING);
3041   }
3042 }
3043
3044 /******************************************************************************/
3045 /********************************    API    ***********************************/
3046 /******************************************************************************/
3047 /**
3048  * Decrypt old format and demultiplex by message type. Call appropriate handler
3049  * for a message towards a channel of a local tunnel.
3050  *
3051  * @param t Tunnel this message came on.
3052  * @param msg Message header.
3053  */
3054 void
3055 GCT_handle_encrypted (struct CadetTunnel *t,
3056                       const struct GNUNET_MessageHeader *msg)
3057 {
3058   uint16_t size = ntohs (msg->size);
3059   char cbuf [size];
3060   size_t payload_size;
3061   int decrypted_size;
3062   uint16_t type;
3063   struct GNUNET_MessageHeader *msgh;
3064   unsigned int off;
3065
3066   type = ntohs (msg->type);
3067   if (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_ENCRYPTED == type)
3068   {
3069     const struct GNUNET_CADET_Encrypted *emsg;
3070
3071     emsg = (struct GNUNET_CADET_Encrypted *) msg;
3072     payload_size = size - sizeof (struct GNUNET_CADET_Encrypted);
3073     decrypted_size = t_decrypt_and_validate (t, cbuf, &emsg[1], payload_size,
3074                                              emsg->iv, &emsg->hmac);
3075   }
3076   else if (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_AX == type)
3077   {
3078     const struct GNUNET_CADET_AX *emsg;
3079
3080     emsg = (struct GNUNET_CADET_AX *) msg;
3081     decrypted_size = t_ax_decrypt_and_validate (t, cbuf, emsg, size);
3082   }
3083
3084   if (-1 == decrypted_size)
3085   {
3086     GNUNET_break_op (0);
3087     return;
3088   }
3089
3090   off = 0;
3091   while (off < decrypted_size)
3092   {
3093     uint16_t msize;
3094
3095     msgh = (struct GNUNET_MessageHeader *) &cbuf[off];
3096     msize = ntohs (msgh->size);
3097     if (msize < sizeof (struct GNUNET_MessageHeader))
3098     {
3099       GNUNET_break_op (0);
3100       return;
3101     }
3102     handle_decrypted (t, msgh, GNUNET_SYSERR);
3103     off += msize;
3104   }
3105 }
3106
3107
3108 /**
3109  * Demultiplex an encapsulated KX message by message type.
3110  *
3111  * @param t Tunnel on which the message came.
3112  * @param message Payload of KX message.
3113  */
3114 void
3115 GCT_handle_kx (struct CadetTunnel *t,
3116                const struct GNUNET_MessageHeader *message)
3117 {
3118   uint16_t type;
3119
3120   type = ntohs (message->type);
3121   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "kx message received: %s\n", GC_m2s (type));
3122   switch (type)
3123   {
3124     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KX_EPHEMERAL:
3125       handle_ephemeral (t, (const struct GNUNET_CADET_KX_Ephemeral *) message);
3126       break;
3127
3128     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KX_PONG:
3129       handle_pong (t, (const struct GNUNET_CADET_KX_Pong *) message);
3130       break;
3131
3132     case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_AX_KX:
3133       handle_kx_ax (t, (const struct GNUNET_CADET_AX_KX *) message);
3134       break;
3135
3136     default:
3137       GNUNET_break_op (0);
3138       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "kx message %s unknown\n", GC_m2s (type));
3139   }
3140 }
3141
3142 /**
3143  * Initialize the tunnel subsystem.
3144  *
3145  * @param c Configuration handle.
3146  * @param key ECC private key, to derive all other keys and do crypto.
3147  */
3148 void
3149 GCT_init (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *c,
3150           const struct GNUNET_CRYPTO_EddsaPrivateKey *key)
3151 {
3152   int expected_overhead;
3153
3154   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "init\n");
3155
3156   expected_overhead = 0;
3157   expected_overhead += sizeof (struct GNUNET_CADET_Encrypted);
3158   expected_overhead += sizeof (struct GNUNET_CADET_Data);
3159   expected_overhead += sizeof (struct GNUNET_CADET_ACK);
3160   GNUNET_assert (GNUNET_CONSTANTS_CADET_P2P_OVERHEAD == expected_overhead);
3161
3162   if (GNUNET_OK !=
3163       GNUNET_CONFIGURATION_get_value_number (c, "CADET", "DEFAULT_TTL",
3164                                              &default_ttl))
3165   {
3166     GNUNET_log_config_invalid (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
3167                                "CADET", "DEFAULT_TTL", "USING DEFAULT");
3168     default_ttl = 64;
3169   }
3170   if (GNUNET_OK !=
3171       GNUNET_CONFIGURATION_get_value_time (c, "CADET", "REKEY_PERIOD",
3172                                            &rekey_period))
3173   {
3174     rekey_period = GNUNET_TIME_UNIT_DAYS;
3175   }
3176   if (GNUNET_OK !=
3177       GNUNET_CONFIGURATION_get_value_number (c, "CADET", "RATCHET_MESSAGES",
3178                                              &ratchet_messages))
3179   {
3180     GNUNET_log_config_invalid (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
3181                                "CADET", "RATCHET_MESSAGES", "USING DEFAULT");
3182     ratchet_messages = 64;
3183   }
3184   if (GNUNET_OK !=
3185       GNUNET_CONFIGURATION_get_value_time (c, "CADET", "RATCHET_TIME",
3186                                            &ratchet_time))
3187   {
3188     GNUNET_log_config_invalid (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
3189                                "CADET", "RATCHET_TIME", "USING DEFAULT");
3190     ratchet_time = GNUNET_TIME_UNIT_HOURS;
3191   }
3192
3193
3194   id_key = key;
3195
3196   otr_kx_msg.header.size = htons (sizeof (otr_kx_msg));
3197   otr_kx_msg.header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_KX_EPHEMERAL);
3198   otr_kx_msg.purpose.purpose = htonl (GNUNET_SIGNATURE_PURPOSE_CADET_KX);
3199   otr_kx_msg.purpose.size = htonl (ephemeral_purpose_size ());
3200   otr_kx_msg.origin_identity = my_full_id;
3201   rekey_task = GNUNET_SCHEDULER_add_now (&global_otr_rekey, NULL);
3202
3203   ax_key = GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_create ();
3204   GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_get_public (ax_key, &ax_identity.permanent_key);
3205   ax_identity.purpose.purpose = htonl (GNUNET_SIGNATURE_PURPOSE_CADET_AXKX);
3206   ax_identity.purpose.size = htonl (ax_purpose_size ());
3207   GNUNET_assert (GNUNET_OK ==
3208                  GNUNET_CRYPTO_eddsa_sign (id_key,
3209                                            &ax_identity.purpose,
3210                                            &ax_identity.signature));
3211
3212   tunnels = GNUNET_CONTAINER_multipeermap_create (128, GNUNET_YES);
3213 }
3214
3215
3216 /**
3217  * Shut down the tunnel subsystem.
3218  */
3219 void
3220 GCT_shutdown (void)
3221 {
3222   if (NULL != rekey_task)
3223   {
3224     GNUNET_SCHEDULER_cancel (rekey_task);
3225     rekey_task = NULL;
3226   }
3227   GNUNET_CONTAINER_multipeermap_iterate (tunnels, &destroy_iterator, NULL);
3228   GNUNET_CONTAINER_multipeermap_destroy (tunnels);
3229   GNUNET_free (ax_key);
3230 }
3231
3232
3233 /**
3234  * Create a tunnel.
3235  *
3236  * @param destination Peer this tunnel is towards.
3237  */
3238 struct CadetTunnel *
3239 GCT_new (struct CadetPeer *destination)
3240 {
3241   struct CadetTunnel *t;
3242
3243   t = GNUNET_new (struct CadetTunnel);
3244   t->next_chid = 0;
3245   t->peer = destination;
3246
3247   if (GNUNET_OK !=
3248       GNUNET_CONTAINER_multipeermap_put (tunnels, GCP_get_id (destination), t,
3249                                          GNUNET_CONTAINER_MULTIHASHMAPOPTION_UNIQUE_FAST))
3250   {
3251     GNUNET_break (0);
3252     GNUNET_free (t);
3253     return NULL;
3254   }
3255   t->ax = GNUNET_new (struct CadetTunnelAxolotl);
3256   new_ephemeral (t);
3257   t->ax->kx_0 = GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_create ();
3258   return t;
3259 }
3260
3261
3262 /**
3263  * Change the tunnel's connection state.
3264  *
3265  * @param t Tunnel whose connection state to change.
3266  * @param cstate New connection state.
3267  */
3268 void
3269 GCT_change_cstate (struct CadetTunnel* t, enum CadetTunnelCState cstate)
3270 {
3271   if (NULL == t)
3272     return;
3273   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Tunnel %s cstate %s => %s\n",
3274        GCP_2s (t->peer), cstate2s (t->cstate), cstate2s (cstate));
3275   if (myid != GCP_get_short_id (t->peer) &&
3276       CADET_TUNNEL_READY != t->cstate &&
3277       CADET_TUNNEL_READY == cstate)
3278   {
3279     t->cstate = cstate;
3280     if (CADET_TUNNEL_KEY_OK == t->estate)
3281     {
3282       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  cstate triggered send queued data\n");
3283       send_queued_data (t);
3284     }
3285     else if (CADET_TUNNEL_KEY_UNINITIALIZED == t->estate)
3286     {
3287       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  cstate triggered kx\n");
3288       GCT_send_ax_kx (t, GNUNET_NO);
3289     }
3290     else
3291     {
3292       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "estate %s\n", estate2s (t->estate));
3293     }
3294   }
3295   t->cstate = cstate;
3296
3297   if (CADET_TUNNEL_READY == cstate
3298       && CONNECTIONS_PER_TUNNEL <= GCT_count_connections (t))
3299   {
3300     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  cstate triggered stop dht\n");
3301     GCP_stop_search (t->peer);
3302   }
3303 }
3304
3305
3306 /**
3307  * Change the tunnel encryption state.
3308  *
3309  * @param t Tunnel whose encryption state to change, or NULL.
3310  * @param state New encryption state.
3311  */
3312 void
3313 GCT_change_estate (struct CadetTunnel* t, enum CadetTunnelEState state)
3314 {
3315   enum CadetTunnelEState old;
3316
3317   if (NULL == t)
3318     return;
3319
3320   old = t->estate;
3321   t->estate = state;
3322   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Tunnel %s estate was %s\n",
3323        GCP_2s (t->peer), estate2s (old));
3324   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Tunnel %s estate is now %s\n",
3325        GCP_2s (t->peer), estate2s (t->estate));
3326
3327   /* Send queued data if enc state changes to OK */
3328   if (myid != GCP_get_short_id (t->peer) &&
3329       CADET_TUNNEL_KEY_OK != old && CADET_TUNNEL_KEY_OK == t->estate)
3330   {
3331     send_queued_data (t);
3332   }
3333 }
3334
3335
3336 /**
3337  * @brief Check if tunnel has too many connections, and remove one if necessary.
3338  *
3339  * Currently this means the newest connection, unless it is a direct one.
3340  * Implemented as a task to avoid freeing a connection that is in the middle
3341  * of being created/processed.
3342  *
3343  * @param cls Closure (Tunnel to check).
3344  * @param tc Task context.
3345  */
3346 static void
3347 trim_connections (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
3348 {
3349   struct CadetTunnel *t = cls;
3350
3351   t->trim_connections_task = NULL;
3352
3353   if (0 != (tc->reason & GNUNET_SCHEDULER_REASON_SHUTDOWN))
3354     return;
3355
3356   if (GCT_count_connections (t) > 2 * CONNECTIONS_PER_TUNNEL)
3357   {
3358     struct CadetTConnection *iter;
3359     struct CadetTConnection *c;
3360
3361     for (c = iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
3362     {
3363       if ((iter->created.abs_value_us > c->created.abs_value_us)
3364           && GNUNET_NO == GCC_is_direct (iter->c))
3365       {
3366         c = iter;
3367       }
3368     }
3369     if (NULL != c)
3370     {
3371       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Too many connections on tunnel %s\n",
3372            GCT_2s (t));
3373       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Destroying connection %s\n",
3374            GCC_2s (c->c));
3375       GCC_destroy (c->c);
3376     }
3377     else
3378     {
3379       GNUNET_break (0);
3380     }
3381   }
3382 }
3383
3384
3385 /**
3386  * Add a connection to a tunnel.
3387  *
3388  * @param t Tunnel.
3389  * @param c Connection.
3390  */
3391 void
3392 GCT_add_connection (struct CadetTunnel *t, struct CadetConnection *c)
3393 {
3394   struct CadetTConnection *aux;
3395
3396   GNUNET_assert (NULL != c);
3397
3398   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "add connection %s\n", GCC_2s (c));
3399   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " to tunnel %s\n", GCT_2s (t));
3400   for (aux = t->connection_head; aux != NULL; aux = aux->next)
3401     if (aux->c == c)
3402       return;
3403
3404   aux = GNUNET_new (struct CadetTConnection);
3405   aux->c = c;
3406   aux->created = GNUNET_TIME_absolute_get ();
3407
3408   GNUNET_CONTAINER_DLL_insert (t->connection_head, t->connection_tail, aux);
3409
3410   if (CADET_TUNNEL_SEARCHING == t->cstate)
3411     GCT_change_cstate (t, CADET_TUNNEL_WAITING);
3412
3413   if (NULL != t->trim_connections_task)
3414     t->trim_connections_task = GNUNET_SCHEDULER_add_now (&trim_connections, t);
3415 }
3416
3417
3418 /**
3419  * Remove a connection from a tunnel.
3420  *
3421  * @param t Tunnel.
3422  * @param c Connection.
3423  */
3424 void
3425 GCT_remove_connection (struct CadetTunnel *t,
3426                        struct CadetConnection *c)
3427 {
3428   struct CadetTConnection *aux;
3429   struct CadetTConnection *next;
3430   unsigned int conns;
3431
3432   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Removing connection %s from tunnel %s\n",
3433        GCC_2s (c), GCT_2s (t));
3434   for (aux = t->connection_head; aux != NULL; aux = next)
3435   {
3436     next = aux->next;
3437     if (aux->c == c)
3438     {
3439       GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (t->connection_head, t->connection_tail, aux);
3440       GNUNET_free (aux);
3441     }
3442   }
3443
3444   conns = GCT_count_connections (t);
3445   if (0 == conns
3446       && NULL == t->destroy_task
3447       && CADET_TUNNEL_SHUTDOWN != t->cstate
3448       && GNUNET_NO == shutting_down)
3449   {
3450     if (0 == GCT_count_any_connections (t))
3451       GCT_change_cstate (t, CADET_TUNNEL_SEARCHING);
3452     else
3453       GCT_change_cstate (t, CADET_TUNNEL_WAITING);
3454   }
3455
3456   /* Start new connections if needed */
3457   if (CONNECTIONS_PER_TUNNEL > conns
3458       && NULL == t->destroy_task
3459       && CADET_TUNNEL_SHUTDOWN != t->cstate
3460       && GNUNET_NO == shutting_down)
3461   {
3462     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  too few connections, getting new ones\n");
3463     GCP_connect (t->peer); /* Will change cstate to WAITING when possible */
3464     return;
3465   }
3466
3467   /* If not marked as ready, no change is needed */
3468   if (CADET_TUNNEL_READY != t->cstate)
3469     return;
3470
3471   /* Check if any connection is ready to maintain cstate */
3472   for (aux = t->connection_head; aux != NULL; aux = aux->next)
3473     if (CADET_CONNECTION_READY == GCC_get_state (aux->c))
3474       return;
3475 }
3476
3477
3478 /**
3479  * Add a channel to a tunnel.
3480  *
3481  * @param t Tunnel.
3482  * @param ch Channel.
3483  */
3484 void
3485 GCT_add_channel (struct CadetTunnel *t, struct CadetChannel *ch)
3486 {
3487   struct CadetTChannel *aux;
3488
3489   GNUNET_assert (NULL != ch);
3490
3491   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Adding channel %p to tunnel %p\n", ch, t);
3492
3493   for (aux = t->channel_head; aux != NULL; aux = aux->next)
3494   {
3495     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  already there %p\n", aux->ch);
3496     if (aux->ch == ch)
3497       return;
3498   }
3499
3500   aux = GNUNET_new (struct CadetTChannel);
3501   aux->ch = ch;
3502   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " adding %p to %p\n", aux, t->channel_head);
3503   GNUNET_CONTAINER_DLL_insert_tail (t->channel_head, t->channel_tail, aux);
3504
3505   if (NULL != t->destroy_task)
3506   {
3507     GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->destroy_task);
3508     t->destroy_task = NULL;
3509     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " undo destroy!\n");
3510   }
3511 }
3512
3513
3514 /**
3515  * Remove a channel from a tunnel.
3516  *
3517  * @param t Tunnel.
3518  * @param ch Channel.
3519  */
3520 void
3521 GCT_remove_channel (struct CadetTunnel *t, struct CadetChannel *ch)
3522 {
3523   struct CadetTChannel *aux;
3524
3525   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Removing channel %p from tunnel %p\n", ch, t);
3526   for (aux = t->channel_head; aux != NULL; aux = aux->next)
3527   {
3528     if (aux->ch == ch)
3529     {
3530       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " found! %s\n", GCCH_2s (ch));
3531       GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (t->channel_head, t->channel_tail, aux);
3532       GNUNET_free (aux);
3533       return;
3534     }
3535   }
3536 }
3537
3538
3539 /**
3540  * Search for a channel by global ID.
3541  *
3542  * @param t Tunnel containing the channel.
3543  * @param chid Public channel number.
3544  *
3545  * @return channel handler, NULL if doesn't exist
3546  */
3547 struct CadetChannel *
3548 GCT_get_channel (struct CadetTunnel *t, CADET_ChannelNumber chid)
3549 {
3550   struct CadetTChannel *iter;
3551
3552   if (NULL == t)
3553     return NULL;
3554
3555   for (iter = t->channel_head; NULL != iter; iter = iter->next)
3556   {
3557     if (GCCH_get_id (iter->ch) == chid)
3558       break;
3559   }
3560
3561   return NULL == iter ? NULL : iter->ch;
3562 }
3563
3564
3565 /**
3566  * @brief Destroy a tunnel and free all resources.
3567  *
3568  * Should only be called a while after the tunnel has been marked as destroyed,
3569  * in case there is a new channel added to the same peer shortly after marking
3570  * the tunnel. This way we avoid a new public key handshake.
3571  *
3572  * @param cls Closure (tunnel to destroy).
3573  * @param tc Task context.
3574  */
3575 static void
3576 delayed_destroy (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
3577 {
3578   struct CadetTunnel *t = cls;
3579   struct CadetTConnection *iter;
3580
3581   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "delayed destroying tunnel %p\n", t);
3582   if (0 != (GNUNET_SCHEDULER_REASON_SHUTDOWN & tc->reason))
3583   {
3584     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
3585          "Not destroying tunnel, due to shutdown. "
3586          "Tunnel at %p should have been freed by GCT_shutdown\n", t);
3587     return;
3588   }
3589   t->destroy_task = NULL;
3590   t->cstate = CADET_TUNNEL_SHUTDOWN;
3591
3592   for (iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
3593   {
3594     GCC_send_destroy (iter->c);
3595   }
3596   GCT_destroy (t);
3597 }
3598
3599
3600 /**
3601  * Tunnel is empty: destroy it.
3602  *
3603  * Notifies all connections about the destruction.
3604  *
3605  * @param t Tunnel to destroy.
3606  */
3607 void
3608 GCT_destroy_empty (struct CadetTunnel *t)
3609 {
3610   if (GNUNET_YES == shutting_down)
3611     return; /* Will be destroyed immediately anyway */
3612
3613   if (NULL != t->destroy_task)
3614   {
3615     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
3616          "Tunnel %s is already scheduled for destruction. Tunnel debug dump:\n",
3617          GCT_2s (t));
3618     GCT_debug (t, GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING);
3619     GNUNET_break (0);
3620     /* should never happen, tunnel can only become empty once, and the
3621      * task identifier should be NO_TASK (cleaned when the tunnel was created
3622      * or became un-empty)
3623      */
3624     return;
3625   }
3626
3627   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Tunnel %s empty: scheduling destruction\n",
3628        GCT_2s (t));
3629
3630   // FIXME make delay a config option
3631   t->destroy_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (GNUNET_TIME_UNIT_MINUTES,
3632                                                   &delayed_destroy, t);
3633   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Scheduled destroy of %p as %llu\n",
3634        t, t->destroy_task);
3635 }
3636
3637
3638 /**
3639  * Destroy tunnel if empty (no more channels).
3640  *
3641  * @param t Tunnel to destroy if empty.
3642  */
3643 void
3644 GCT_destroy_if_empty (struct CadetTunnel *t)
3645 {
3646   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Tunnel %s destroy if empty\n", GCT_2s (t));
3647   if (0 < GCT_count_channels (t))
3648     return;
3649
3650   GCT_destroy_empty (t);
3651 }
3652
3653
3654 /**
3655  * Destroy the tunnel.
3656  *
3657  * This function does not generate any warning traffic to clients or peers.
3658  *
3659  * Tasks:
3660  * Cancel messages belonging to this tunnel queued to neighbors.
3661  * Free any allocated resources linked to the tunnel.
3662  *
3663  * @param t The tunnel to destroy.
3664  */
3665 void
3666 GCT_destroy (struct CadetTunnel *t)
3667 {
3668   struct CadetTConnection *iter_c;
3669   struct CadetTConnection *next_c;
3670   struct CadetTChannel *iter_ch;
3671   struct CadetTChannel *next_ch;
3672
3673   if (NULL == t)
3674     return;
3675
3676   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "destroying tunnel %s\n", GCP_2s (t->peer));
3677
3678   GNUNET_break (GNUNET_YES ==
3679                 GNUNET_CONTAINER_multipeermap_remove (tunnels,
3680                                                       GCP_get_id (t->peer), t));
3681
3682   for (iter_c = t->connection_head; NULL != iter_c; iter_c = next_c)
3683   {
3684     next_c = iter_c->next;
3685     GCC_destroy (iter_c->c);
3686   }
3687   for (iter_ch = t->channel_head; NULL != iter_ch; iter_ch = next_ch)
3688   {
3689     next_ch = iter_ch->next;
3690     GCCH_destroy (iter_ch->ch);
3691     /* Should only happen on shutdown, but it's ok. */
3692   }
3693
3694   if (NULL != t->destroy_task)
3695   {
3696     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "cancelling dest: %llX\n", t->destroy_task);
3697     GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->destroy_task);
3698     t->destroy_task = NULL;
3699   }
3700
3701   if (NULL != t->trim_connections_task)
3702   {
3703     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "cancelling trim: %llX\n",
3704          t->trim_connections_task);
3705     GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->trim_connections_task);
3706     t->trim_connections_task = NULL;
3707   }
3708
3709   GNUNET_STATISTICS_update (stats, "# tunnels", -1, GNUNET_NO);
3710   GCP_set_tunnel (t->peer, NULL);
3711
3712   if (NULL != t->rekey_task)
3713   {
3714     GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->rekey_task);
3715     t->rekey_task = NULL;
3716   }
3717   if (NULL != t->kx_ctx)
3718   {
3719     if (NULL != t->kx_ctx->finish_task)
3720       GNUNET_SCHEDULER_cancel (t->kx_ctx->finish_task);
3721     GNUNET_free (t->kx_ctx);
3722   }
3723
3724   if (NULL != t->ax)
3725     destroy_ax (t);
3726
3727   GNUNET_free (t);
3728 }
3729
3730
3731 /**
3732  * @brief Use the given path for the tunnel.
3733  * Update the next and prev hops (and RCs).
3734  * (Re)start the path refresh in case the tunnel is locally owned.
3735  *
3736  * @param t Tunnel to update.
3737  * @param p Path to use.
3738  *
3739  * @return Connection created.
3740  */
3741 struct CadetConnection *
3742 GCT_use_path (struct CadetTunnel *t, struct CadetPeerPath *p)
3743 {
3744   struct CadetConnection *c;
3745   struct GNUNET_CADET_Hash cid;
3746   unsigned int own_pos;
3747
3748   if (NULL == t || NULL == p)
3749   {
3750     GNUNET_break (0);
3751     return NULL;
3752   }
3753
3754   if (CADET_TUNNEL_SHUTDOWN == t->cstate)
3755   {
3756     GNUNET_break (0);
3757     return NULL;
3758   }
3759
3760   for (own_pos = 0; own_pos < p->length; own_pos++)
3761   {
3762     if (p->peers[own_pos] == myid)
3763       break;
3764   }
3765   if (own_pos >= p->length)
3766   {
3767     GNUNET_break_op (0);
3768     return NULL;
3769   }
3770
3771   GNUNET_CRYPTO_random_block (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE, &cid, sizeof (cid));
3772   c = GCC_new (&cid, t, p, own_pos);
3773   if (NULL == c)
3774   {
3775     /* Path was flawed */
3776     return NULL;
3777   }
3778   GCT_add_connection (t, c);
3779   return c;
3780 }
3781
3782
3783 /**
3784  * Count all created connections of a tunnel. Not necessarily ready connections!
3785  *
3786  * @param t Tunnel on which to count.
3787  *
3788  * @return Number of connections created, either being established or ready.
3789  */
3790 unsigned int
3791 GCT_count_any_connections (struct CadetTunnel *t)
3792 {
3793   struct CadetTConnection *iter;
3794   unsigned int count;
3795
3796   if (NULL == t)
3797     return 0;
3798
3799   for (count = 0, iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
3800     count++;
3801
3802   return count;
3803 }
3804
3805
3806 /**
3807  * Count established (ready) connections of a tunnel.
3808  *
3809  * @param t Tunnel on which to count.
3810  *
3811  * @return Number of connections.
3812  */
3813 unsigned int
3814 GCT_count_connections (struct CadetTunnel *t)
3815 {
3816   struct CadetTConnection *iter;
3817   unsigned int count;
3818
3819   if (NULL == t)
3820     return 0;
3821
3822   for (count = 0, iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
3823     if (CADET_CONNECTION_READY == GCC_get_state (iter->c))
3824       count++;
3825
3826   return count;
3827 }
3828
3829
3830 /**
3831  * Count channels of a tunnel.
3832  *
3833  * @param t Tunnel on which to count.
3834  *
3835  * @return Number of channels.
3836  */
3837 unsigned int
3838 GCT_count_channels (struct CadetTunnel *t)
3839 {
3840   struct CadetTChannel *iter;
3841   unsigned int count;
3842
3843   for (count = 0, iter = t->channel_head;
3844        NULL != iter;
3845        iter = iter->next, count++) /* skip */;
3846
3847   return count;
3848 }
3849
3850
3851 /**
3852  * Get the connectivity state of a tunnel.
3853  *
3854  * @param t Tunnel.
3855  *
3856  * @return Tunnel's connectivity state.
3857  */
3858 enum CadetTunnelCState
3859 GCT_get_cstate (struct CadetTunnel *t)
3860 {
3861   if (NULL == t)
3862   {
3863     GNUNET_assert (0);
3864     return (enum CadetTunnelCState) -1;
3865   }
3866   return t->cstate;
3867 }
3868
3869
3870 /**
3871  * Get the encryption state of a tunnel.
3872  *
3873  * @param t Tunnel.
3874  *
3875  * @return Tunnel's encryption state.
3876  */
3877 enum CadetTunnelEState
3878 GCT_get_estate (struct CadetTunnel *t)
3879 {
3880   if (NULL == t)
3881   {
3882     GNUNET_break (0);
3883     return (enum CadetTunnelEState) -1;
3884   }
3885   return t->estate;
3886 }
3887
3888 /**
3889  * Get the maximum buffer space for a tunnel towards a local client.
3890  *
3891  * @param t Tunnel.
3892  *
3893  * @return Biggest buffer space offered by any channel in the tunnel.
3894  */
3895 unsigned int
3896 GCT_get_channels_buffer (struct CadetTunnel *t)
3897 {
3898   struct CadetTChannel *iter;
3899   unsigned int buffer;
3900   unsigned int ch_buf;
3901
3902   if (NULL == t->channel_head)
3903   {
3904     /* Probably getting buffer for a channel create/handshake. */
3905     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  no channels, allow max\n");
3906     return 64;
3907   }
3908
3909   buffer = 0;
3910   for (iter = t->channel_head; NULL != iter; iter = iter->next)
3911   {
3912     ch_buf = get_channel_buffer (iter);
3913     if (ch_buf > buffer)
3914       buffer = ch_buf;
3915   }
3916   return buffer;
3917 }
3918
3919
3920 /**
3921  * Get the total buffer space for a tunnel for P2P traffic.
3922  *
3923  * @param t Tunnel.
3924  *
3925  * @return Buffer space offered by all connections in the tunnel.
3926  */
3927 unsigned int
3928 GCT_get_connections_buffer (struct CadetTunnel *t)
3929 {
3930   struct CadetTConnection *iter;
3931   unsigned int buffer;
3932
3933   if (GNUNET_NO == is_ready (t))
3934   {
3935     if (count_queued_data (t) > 3)
3936       return 0;
3937     else
3938       return 1;
3939   }
3940
3941   buffer = 0;
3942   for (iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
3943   {
3944     if (GCC_get_state (iter->c) != CADET_CONNECTION_READY)
3945     {
3946       continue;
3947     }
3948     buffer += get_connection_buffer (iter);
3949   }
3950
3951   return buffer;
3952 }
3953
3954
3955 /**
3956  * Get the tunnel's destination.
3957  *
3958  * @param t Tunnel.
3959  *
3960  * @return ID of the destination peer.
3961  */
3962 const struct GNUNET_PeerIdentity *
3963 GCT_get_destination (struct CadetTunnel *t)
3964 {
3965   return GCP_get_id (t->peer);
3966 }
3967
3968
3969 /**
3970  * Get the tunnel's next free global channel ID.
3971  *
3972  * @param t Tunnel.
3973  *
3974  * @return GID of a channel free to use.
3975  */
3976 CADET_ChannelNumber
3977 GCT_get_next_chid (struct CadetTunnel *t)
3978 {
3979   CADET_ChannelNumber chid;
3980   CADET_ChannelNumber mask;
3981   int result;
3982
3983   /* Set bit 30 depending on the ID relationship. Bit 31 is always 0 for GID.
3984    * If our ID is bigger or loopback tunnel, start at 0, bit 30 = 0
3985    * If peer's ID is bigger, start at 0x4... bit 30 = 1
3986    */
3987   result = GNUNET_CRYPTO_cmp_peer_identity (&my_full_id, GCP_get_id (t->peer));
3988   if (0 > result)
3989     mask = 0x40000000;
3990   else
3991     mask = 0x0;
3992   t->next_chid |= mask;
3993
3994   while (NULL != GCT_get_channel (t, t->next_chid))
3995   {
3996     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Channel %u exists...\n", t->next_chid);
3997     t->next_chid = (t->next_chid + 1) & ~GNUNET_CADET_LOCAL_CHANNEL_ID_CLI;
3998     t->next_chid |= mask;
3999   }
4000   chid = t->next_chid;
4001   t->next_chid = (t->next_chid + 1) & ~GNUNET_CADET_LOCAL_CHANNEL_ID_CLI;
4002   t->next_chid |= mask;
4003
4004   return chid;
4005 }
4006
4007
4008 /**
4009  * Send ACK on one or more channels due to buffer in connections.
4010  *
4011  * @param t Channel which has some free buffer space.
4012  */
4013 void
4014 GCT_unchoke_channels (struct CadetTunnel *t)
4015 {
4016   struct CadetTChannel *iter;
4017   unsigned int buffer;
4018   unsigned int channels = GCT_count_channels (t);
4019   unsigned int choked_n;
4020   struct CadetChannel *choked[channels];
4021
4022   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "GCT_unchoke_channels on %s\n", GCT_2s (t));
4023   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " head: %p\n", t->channel_head);
4024   if (NULL != t->channel_head)
4025     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, " head ch: %p\n", t->channel_head->ch);
4026
4027   /* Get buffer space */
4028   buffer = GCT_get_connections_buffer (t);
4029   if (0 == buffer)
4030   {
4031     return;
4032   }
4033
4034   /* Count and remember choked channels */
4035   choked_n = 0;
4036   for (iter = t->channel_head; NULL != iter; iter = iter->next)
4037   {
4038     if (GNUNET_NO == get_channel_allowed (iter))
4039     {
4040       choked[choked_n++] = iter->ch;
4041     }
4042   }
4043
4044   /* Unchoke random channels */
4045   while (0 < buffer && 0 < choked_n)
4046   {
4047     unsigned int r = GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_WEAK,
4048                                                choked_n);
4049     GCCH_allow_client (choked[r], GCCH_is_origin (choked[r], GNUNET_YES));
4050     choked_n--;
4051     buffer--;
4052     choked[r] = choked[choked_n];
4053   }
4054 }
4055
4056
4057 /**
4058  * Send ACK on one or more connections due to buffer space to the client.
4059  *
4060  * Iterates all connections of the tunnel and sends ACKs appropriately.
4061  *
4062  * @param t Tunnel.
4063  */
4064 void
4065 GCT_send_connection_acks (struct CadetTunnel *t)
4066 {
4067   struct CadetTConnection *iter;
4068   uint32_t allowed;
4069   uint32_t to_allow;
4070   uint32_t allow_per_connection;
4071   unsigned int cs;
4072   unsigned int buffer;
4073
4074   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Tunnel send connection ACKs on %s\n",
4075        GCT_2s (t));
4076
4077   if (NULL == t)
4078   {
4079     GNUNET_break (0);
4080     return;
4081   }
4082
4083   if (CADET_TUNNEL_READY != t->cstate)
4084     return;
4085
4086   buffer = GCT_get_channels_buffer (t);
4087   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  buffer %u\n", buffer);
4088
4089   /* Count connections, how many messages are already allowed */
4090   cs = GCT_count_connections (t);
4091   for (allowed = 0, iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
4092   {
4093     allowed += get_connection_allowed (iter);
4094   }
4095   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  allowed %u\n", allowed);
4096
4097   /* Make sure there is no overflow */
4098   if (allowed > buffer)
4099     return;
4100
4101   /* Authorize connections to send more data */
4102   to_allow = buffer - allowed;
4103
4104   for (iter = t->connection_head;
4105        NULL != iter && to_allow > 0;
4106        iter = iter->next)
4107   {
4108     if (CADET_CONNECTION_READY != GCC_get_state (iter->c)
4109         || get_connection_allowed (iter) > 64 / 3)
4110     {
4111       continue;
4112     }
4113     allow_per_connection = to_allow/cs;
4114     to_allow -= allow_per_connection;
4115     cs--;
4116     GCC_allow (iter->c, allow_per_connection,
4117                GCC_is_origin (iter->c, GNUNET_NO));
4118   }
4119
4120   if (0 != to_allow)
4121   {
4122     /* Since we don't allow if it's allowed to send 64/3, this can happen. */
4123     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "  reminding to_allow: %u\n", to_allow);
4124   }
4125 }
4126
4127
4128 /**
4129  * Cancel a previously sent message while it's in the queue.
4130  *
4131  * ONLY can be called before the continuation given to the send function
4132  * is called. Once the continuation is called, the message is no longer in the
4133  * queue.
4134  *
4135  * @param q Handle to the queue.
4136  */
4137 void
4138 GCT_cancel (struct CadetTunnelQueue *q)
4139 {
4140   if (NULL != q->cq)
4141   {
4142     GCC_cancel (q->cq);
4143     /* tun_message_sent() will be called and free q */
4144   }
4145   else if (NULL != q->tqd)
4146   {
4147     unqueue_data (q->tqd);
4148     q->tqd = NULL;
4149     if (NULL != q->cont)
4150       q->cont (q->cont_cls, NULL, q, 0, 0);
4151     GNUNET_free (q);
4152   }
4153   else
4154   {
4155     GNUNET_break (0);
4156   }
4157 }
4158
4159
4160 /**
4161  * Sends an already built message on a tunnel, encrypting it and
4162  * choosing the best connection if not provided.
4163  *
4164  * @param message Message to send. Function modifies it.
4165  * @param t Tunnel on which this message is transmitted.
4166  * @param c Connection to use (autoselect if NULL).
4167  * @param force Force the tunnel to take the message (buffer overfill).
4168  * @param cont Continuation to call once message is really sent.
4169  * @param cont_cls Closure for @c cont.
4170  *
4171  * @return Handle to cancel message. NULL if @c cont is NULL.
4172  */
4173 struct CadetTunnelQueue *
4174 GCT_send_prebuilt_message (const struct GNUNET_MessageHeader *message,
4175                            struct CadetTunnel *t, struct CadetConnection *c,
4176                            int force, GCT_sent cont, void *cont_cls)
4177 {
4178   return send_prebuilt_message (message, t, c, force, cont, cont_cls, NULL);
4179 }
4180
4181
4182 /**
4183  * Send an Axolotl KX message.
4184  *
4185  * @param t Tunnel on which to send it.
4186  * @param force_reply Force the other peer to reply with a KX message.
4187  */
4188 void
4189 GCT_send_ax_kx (struct CadetTunnel *t, int force_reply)
4190 {
4191   struct GNUNET_CADET_AX_KX msg;
4192
4193   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "===> AX_KX for %s\n", GCT_2s (t));
4194   if (NULL != t->ephm_h)
4195   {
4196     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO, "     already queued\n");
4197     return;
4198   }
4199
4200   msg.header.size = htons (sizeof (msg));
4201   msg.header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CADET_AX_KX);
4202   msg.force_reply = htonl (force_reply);
4203   msg.permanent_key = ax_identity.permanent_key;
4204   msg.purpose = ax_identity.purpose;
4205   msg.signature = ax_identity.signature;
4206   GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_get_public (t->ax->kx_0, &msg.ephemeral_key);
4207   GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_get_public (t->ax->DHRs, &msg.ratchet_key);
4208
4209   t->ephm_h = send_kx (t, &msg.header);
4210   if (CADET_TUNNEL_KEY_OK != t->estate)
4211     GCT_change_estate (t, CADET_TUNNEL_KEY_SENT);
4212 }
4213
4214
4215 /**
4216  * Sends an already built and encrypted message on a tunnel, choosing the best
4217  * connection. Useful for re-queueing messages queued on a destroyed connection.
4218  *
4219  * @param message Message to send. Function modifies it.
4220  * @param t Tunnel on which this message is transmitted.
4221  */
4222 void
4223 GCT_resend_message (const struct GNUNET_MessageHeader *message,
4224                     struct CadetTunnel *t)
4225 {
4226   struct CadetConnection *c;
4227   int fwd;
4228
4229   c = tunnel_get_connection (t);
4230   if (NULL == c)
4231   {
4232     /* TODO queue in tunnel, marked as encrypted */
4233     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "No connection available, dropping.\n");
4234     return;
4235   }
4236   fwd = GCC_is_origin (c, GNUNET_YES);
4237   GNUNET_break (NULL == GCC_send_prebuilt_message (message, 0, 0, c, fwd,
4238                                                    GNUNET_YES, NULL, NULL));
4239 }
4240
4241
4242 /**
4243  * Is the tunnel directed towards the local peer?
4244  *
4245  * @param t Tunnel.
4246  *
4247  * @return #GNUNET_YES if it is loopback.
4248  */
4249 int
4250 GCT_is_loopback (const struct CadetTunnel *t)
4251 {
4252   return (myid == GCP_get_short_id (t->peer));
4253 }
4254
4255
4256 /**
4257  * Is the tunnel this path already?
4258  *
4259  * @param t Tunnel.
4260  * @param p Path.
4261  *
4262  * @return #GNUNET_YES a connection uses this path.
4263  */
4264 int
4265 GCT_is_path_used (const struct CadetTunnel *t, const struct CadetPeerPath *p)
4266 {
4267   struct CadetTConnection *iter;
4268
4269   for (iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
4270     if (path_equivalent (GCC_get_path (iter->c), p))
4271       return GNUNET_YES;
4272
4273   return GNUNET_NO;
4274 }
4275
4276
4277 /**
4278  * Get a cost of a path for a tunnel considering existing connections.
4279  *
4280  * @param t Tunnel.
4281  * @param path Candidate path.
4282  *
4283  * @return Cost of the path (path length + number of overlapping nodes)
4284  */
4285 unsigned int
4286 GCT_get_path_cost (const struct CadetTunnel *t,
4287                    const struct CadetPeerPath *path)
4288 {
4289   struct CadetTConnection *iter;
4290   const struct CadetPeerPath *aux;
4291   unsigned int overlap;
4292   unsigned int i;
4293   unsigned int j;
4294
4295   if (NULL == path)
4296     return 0;
4297
4298   overlap = 0;
4299   GNUNET_assert (NULL != t);
4300
4301   for (i = 0; i < path->length; i++)
4302   {
4303     for (iter = t->connection_head; NULL != iter; iter = iter->next)
4304     {
4305       aux = GCC_get_path (iter->c);
4306       if (NULL == aux)
4307         continue;
4308
4309       for (j = 0; j < aux->length; j++)
4310       {
4311         if (path->peers[i] == aux->peers[j])
4312         {
4313           overlap++;
4314           break;
4315         }
4316       }
4317     }
4318   }
4319   return path->length + overlap;
4320 }
4321
4322
4323 /**
4324  * Get the static string for the peer this tunnel is directed.
4325  *
4326  * @param t Tunnel.
4327  *
4328  * @return Static string the destination peer's ID.
4329  */
4330 const char *
4331 GCT_2s (const struct CadetTunnel *t)
4332 {
4333   if (NULL == t)
4334     return "(NULL)";
4335
4336   return GCP_2s (t->peer);
4337 }
4338
4339
4340 /******************************************************************************/
4341 /*****************************    INFO/DEBUG    *******************************/
4342 /******************************************************************************/
4343
4344 static void
4345 ax_debug (const struct CadetTunnelAxolotl *ax, enum GNUNET_ErrorType level)
4346 {
4347   struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePublicKey pub;
4348   struct CadetTunnelSkippedKey *iter;
4349
4350
4351   LOG2 (level, "TTT  RK\t %s\n",
4352         GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &ax->RK));
4353
4354   LOG2 (level, "TTT  HKs\t %s\n",
4355         GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &ax->HKs));
4356   LOG2 (level, "TTT  HKr\t %s\n",
4357         GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &ax->HKr));
4358   LOG2 (level, "TTT  NHKs\t %s\n",
4359         GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &ax->NHKs));
4360   LOG2 (level, "TTT  NHKr\t %s\n",
4361         GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &ax->NHKr));
4362
4363   LOG2 (level, "TTT  CKs\t %s\n",
4364         GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &ax->CKs));
4365   LOG2 (level, "TTT  CKr\t %s\n",
4366         GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &ax->CKr));
4367
4368   GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_get_public (ax_key, &pub);
4369   LOG2 (level, "TTT  DHIs\t %s\n",
4370         GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &pub));
4371   LOG2 (level, "TTT  DHIr\t %s\n",
4372         GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &ax->DHIr));
4373   GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_get_public (ax->DHRs, &pub);
4374   LOG2 (level, "TTT  DHRs\t %s\n",
4375         GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &pub));
4376   LOG2 (level, "TTT  DHRr\t %s\n",
4377         GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &ax->DHRr));
4378
4379   LOG2 (level, "TTT  Nr\t %u\tNs\t%u\n", ax->Nr, ax->Ns);
4380   LOG2 (level, "TTT  PNs\t %u\tSkipped\t%u\n", ax->PNs, ax->skipped);
4381   LOG2 (level, "TTT  Ratchet\t%u\n", ax->ratchet_flag);
4382
4383   for (iter = ax->skipped_head; NULL != iter; iter = iter->next)
4384   {
4385     LOG2 (level, "TTT    HK\t %s\n",
4386           GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &iter->HK));
4387     LOG2 (level, "TTT    MK\t %s\n",
4388           GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &iter->MK));
4389   }
4390 }
4391
4392 /**
4393  * Log all possible info about the tunnel state.
4394  *
4395  * @param t Tunnel to debug.
4396  * @param level Debug level to use.
4397  */
4398 void
4399 GCT_debug (const struct CadetTunnel *t, enum GNUNET_ErrorType level)
4400 {
4401   struct CadetTChannel *iterch;
4402   struct CadetTConnection *iterc;
4403   int do_log;
4404
4405   do_log = GNUNET_get_log_call_status (level & (~GNUNET_ERROR_TYPE_BULK),
4406                                        "cadet-tun",
4407                                        __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
4408   if (0 == do_log)
4409     return;
4410
4411   LOG2 (level, "TTT DEBUG TUNNEL TOWARDS %s\n", GCT_2s (t));
4412   LOG2 (level, "TTT  cstate %s, estate %s\n",
4413        cstate2s (t->cstate), estate2s (t->estate));
4414   LOG2 (level, "TTT  kx_ctx %p, rekey_task %u, finish task %u\n",
4415         t->kx_ctx, t->rekey_task, t->kx_ctx ? t->kx_ctx->finish_task : 0);
4416 #if DUMP_KEYS_TO_STDERR
4417   if (CADET_Axolotl == t->enc_type)
4418   {
4419     ax_debug (t->ax, level);
4420   }
4421   else
4422   {
4423     LOG2 (level, "TTT  my EPHM\t %s\n",
4424           GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &otr_kx_msg.ephemeral_key));
4425     LOG2 (level, "TTT  peers EPHM:\t %s\n",
4426           GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->peers_ephemeral_key));
4427     LOG2 (level, "TTT  ENC key:\t %s\n",
4428           GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->e_key));
4429     LOG2 (level, "TTT  DEC key:\t %s\n",
4430           GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->d_key));
4431     if (t->kx_ctx)
4432     {
4433       LOG2 (level, "TTT  OLD ENC key:\t %s\n",
4434             GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->kx_ctx->e_key_old));
4435       LOG2 (level, "TTT  OLD DEC key:\t %s\n",
4436             GNUNET_h2s ((struct GNUNET_HashCode *) &t->kx_ctx->d_key_old));
4437     }
4438   }
4439 #endif
4440   LOG2 (level, "TTT  tq_head %p, tq_tail %p\n", t->tq_head, t->tq_tail);
4441   LOG2 (level, "TTT  destroy %u\n", t->destroy_task);
4442
4443   LOG2 (level, "TTT  channels:\n");
4444   for (iterch = t->channel_head; NULL != iterch; iterch = iterch->next)
4445   {
4446     LOG2 (level, "TTT  - %s\n", GCCH_2s (iterch->ch));
4447   }
4448
4449   LOG2 (level, "TTT  connections:\n");
4450   for (iterc = t->connection_head; NULL != iterc; iterc = iterc->next)
4451   {
4452     GCC_debug (iterc->c, level);
4453   }
4454
4455   LOG2 (level, "TTT DEBUG TUNNEL END\n");
4456 }
4457
4458
4459 /**
4460  * Iterate all tunnels.
4461  *
4462  * @param iter Iterator.
4463  * @param cls Closure for @c iter.
4464  */
4465 void
4466 GCT_iterate_all (GNUNET_CONTAINER_PeerMapIterator iter, void *cls)
4467 {
4468   GNUNET_CONTAINER_multipeermap_iterate (tunnels, iter, cls);
4469 }
4470
4471
4472 /**
4473  * Count all tunnels.
4474  *
4475  * @return Number of tunnels to remote peers kept by this peer.
4476  */
4477 unsigned int
4478 GCT_count_all (void)
4479 {
4480   return GNUNET_CONTAINER_multipeermap_size (tunnels);
4481 }
4482
4483
4484 /**
4485  * Iterate all connections of a tunnel.
4486  *
4487  * @param t Tunnel whose connections to iterate.
4488  * @param iter Iterator.
4489  * @param cls Closure for @c iter.
4490  */
4491 void
4492 GCT_iterate_connections (struct CadetTunnel *t, GCT_conn_iter iter, void *cls)
4493 {
4494   struct CadetTConnection *ct;
4495
4496   for (ct = t->connection_head; NULL != ct; ct = ct->next)
4497     iter (cls, ct->c);
4498 }
4499
4500
4501 /**
4502  * Iterate all channels of a tunnel.
4503  *
4504  * @param t Tunnel whose channels to iterate.
4505  * @param iter Iterator.
4506  * @param cls Closure for @c iter.
4507  */
4508 void
4509 GCT_iterate_channels (struct CadetTunnel *t, GCT_chan_iter iter, void *cls)
4510 {
4511   struct CadetTChannel *cht;
4512
4513   for (cht = t->channel_head; NULL != cht; cht = cht->next)
4514     iter (cls, cht->ch);
4515 }