src/core/gnunet-service-core_kx.c

   1 /*
   2      This file is part of GNUnet.
   3      (C) 2009, 2010, 2011, 2012 Christian Grothoff (and other contributing authors)
   4
   5      GNUnet is free software; you can redistribute it and/or modify
   6      it under the terms of the GNU General Public License as published
   7      by the Free Software Foundation; either version 3, or (at your
   8      option) any later version.
   9
  10      GNUnet is distributed in the hope that it will be useful, but
  11      WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12      MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13      General Public License for more details.
  14
  15      You should have received a copy of the GNU General Public License
  16      along with GNUnet; see the file COPYING.  If not, write to the
  17      Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  18      Boston, MA 02111-1307, USA.
  19 */
  20
  21 /**
  22  * @file core/gnunet-service-core_kx.c
  23  * @brief code for managing the key exchange (SET_KEY, PING, PONG) with other peers
  24  * @author Christian Grothoff
  25  */
  26 #include "platform.h"
  27 #include "gnunet-service-core_kx.h"
  28 #include "gnunet-service-core.h"
  29 #include "gnunet-service-core_clients.h"
  30 #include "gnunet-service-core_neighbours.h"
  31 #include "gnunet-service-core_sessions.h"
  32 #include "gnunet_statistics_service.h"
  33 #include "gnunet_constants.h"
  34 #include "gnunet_signatures.h"
  35 #include "gnunet_protocols.h"
  36 #include "core.h"
  37
  38
  39 /**
  40  * How long do we wait for SET_KEY confirmation initially?
  41  */
  42 #define INITIAL_SET_KEY_RETRY_FREQUENCY GNUNET_TIME_relative_multiply (GNUNET_TIME_UNIT_SECONDS, 10)
  43
  44 /**
  45  * What is the minimum frequency for a PING message?
  46  */
  47 #define MIN_PING_FREQUENCY GNUNET_TIME_relative_multiply (GNUNET_TIME_UNIT_SECONDS, 5)
  48
  49 /**
  50  * How often do we rekey?
  51  */
  52 #define REKEY_FREQUENCY GNUNET_TIME_relative_multiply (GNUNET_TIME_UNIT_HOURS, 12)
  53
  54 /**
  55  * What time difference do we tolerate?
  56  */
  57 #define REKEY_TOLERANCE GNUNET_TIME_relative_multiply (GNUNET_TIME_UNIT_MINUTES, 5)
  58
  59 /**
  60  * What is the maximum age of a message for us to consider processing
  61  * it?  Note that this looks at the timestamp used by the other peer,
  62  * so clock skew between machines does come into play here.  So this
  63  * should be picked high enough so that a little bit of clock skew
  64  * does not prevent peers from connecting to us.
  65  */
  66 #define MAX_MESSAGE_AGE GNUNET_TIME_UNIT_DAYS
  67
  68
  69
  70 GNUNET_NETWORK_STRUCT_BEGIN
  71
  72 /**
  73  * Message transmitted with the signed ephemeral key of a peer.  The
  74  * session key is then derived from the two ephemeral keys (ECDHE).
  75  */
  76 struct EphemeralKeyMessage
  77 {
  78
  79   /**
  80    * Message type is CORE_EPHEMERAL_KEY.
  81    */
  82   struct GNUNET_MessageHeader header;
  83
  84   /**
  85    * Status of the sender (should be in "enum PeerStateMachine"), nbo.
  86    */
  87   int32_t sender_status GNUNET_PACKED;
  88
  89   /**
  90    * An ECC signature of the 'origin' asserting the validity of
  91    * the given ephemeral key.
  92    */
  93   struct GNUNET_CRYPTO_EccSignature signature;
  94
  95   /**
  96    * Information about what is being signed.
  97    */
  98   struct GNUNET_CRYPTO_EccSignaturePurpose purpose;
  99
 100   /**
 101    * At what time was this key created (beginning of validity).
 102    */
 103   struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO creation_time;
 104
 105   /**
 106    * When does the given ephemeral key expire (end of validity).
 107    */
 108   struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO expiration_time;
 109
 110   /**
 111    * Ephemeral public ECC key (always for NIST P-521) encoded in a format suitable
 112    * for network transmission as created using 'gcry_sexp_sprint'.
 113    */
 114   struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded ephemeral_key;
 115
 116   /**
 117    * Public key of the signing peer (persistent version, not the ephemeral public key).
 118    */
 119   struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded origin_public_key;
 120
 121 };
 122
 123
 124 /**
 125  * We're sending an (encrypted) PING to the other peer to check if he
 126  * can decrypt.  The other peer should respond with a PONG with the
 127  * same content, except this time encrypted with the receiver's key.
 128  */
 129 struct PingMessage
 130 {
 131   /**
 132    * Message type is CORE_PING.
 133    */
 134   struct GNUNET_MessageHeader header;
 135
 136   /**
 137    * Seed for the IV
 138    */
 139   uint32_t iv_seed GNUNET_PACKED;
 140
 141   /**
 142    * Intended target of the PING, used primarily to check
 143    * that decryption actually worked.
 144    */
 145   struct GNUNET_PeerIdentity target;
 146
 147   /**
 148    * Random number chosen to make reply harder.
 149    */
 150   uint32_t challenge GNUNET_PACKED;
 151 };
 152
 153
 154 /**
 155  * Response to a PING.  Includes data from the original PING.
 156  */
 157 struct PongMessage
 158 {
 159   /**
 160    * Message type is CORE_PONG.
 161    */
 162   struct GNUNET_MessageHeader header;
 163
 164   /**
 165    * Seed for the IV
 166    */
 167   uint32_t iv_seed GNUNET_PACKED;
 168
 169   /**
 170    * Random number to make faking the reply harder.  Must be
 171    * first field after header (this is where we start to encrypt!).
 172    */
 173   uint32_t challenge GNUNET_PACKED;
 174
 175   /**
 176    * Reserved, always zero.
 177    */
 178   uint32_t reserved;
 179
 180   /**
 181    * Intended target of the PING, used primarily to check
 182    * that decryption actually worked.
 183    */
 184   struct GNUNET_PeerIdentity target;
 185 };
 186
 187
 188 /**
 189  * Encapsulation for encrypted messages exchanged between
 190  * peers.  Followed by the actual encrypted data.
 191  */
 192 struct EncryptedMessage
 193 {
 194   /**
 195    * Message type is either CORE_ENCRYPTED_MESSAGE.
 196    */
 197   struct GNUNET_MessageHeader header;
 198
 199   /**
 200    * Random value used for IV generation.
 201    */
 202   uint32_t iv_seed GNUNET_PACKED;
 203
 204   /**
 205    * MAC of the encrypted message (starting at 'sequence_number'),
 206    * used to verify message integrity. Everything after this value
 207    * (excluding this value itself) will be encrypted and authenticated.
 208    * ENCRYPTED_HEADER_SIZE must be set to the offset of the *next* field.
 209    */
 210   struct GNUNET_HashCode hmac;
 211
 212   /**
 213    * Sequence number, in network byte order.  This field
 214    * must be the first encrypted/decrypted field
 215    */
 216   uint32_t sequence_number GNUNET_PACKED;
 217
 218   /**
 219    * Reserved, always zero.
 220    */
 221   uint32_t reserved;
 222
 223   /**
 224    * Timestamp.  Used to prevent reply of ancient messages
 225    * (recent messages are caught with the sequence number).
 226    */
 227   struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO timestamp;
 228
 229 };
 230 GNUNET_NETWORK_STRUCT_END
 231
 232
 233 /**
 234  * Number of bytes (at the beginning) of "struct EncryptedMessage"
 235  * that are NOT encrypted.
 236  */
 237 #define ENCRYPTED_HEADER_SIZE (offsetof(struct EncryptedMessage, sequence_number))
 238
 239
 240 /**
 241  * State machine for our P2P encryption handshake.  Everyone starts in
 242  * "DOWN", if we receive the other peer's key (other peer initiated)
 243  * we start in state RECEIVED (since we will immediately send our
 244  * own); otherwise we start in SENT.  If we get back a PONG from
 245  * within either state, we move up to CONFIRMED (the PONG will always
 246  * be sent back encrypted with the key we sent to the other peer).
 247  */
 248 enum KxStateMachine
 249 {
 250   /**
 251    * No handshake yet.
 252    */
 253   KX_STATE_DOWN,
 254
 255   /**
 256    * We've sent our session key.
 257    */
 258   KX_STATE_KEY_SENT,
 259
 260   /**
 261    * We've received the other peers session key.
 262    */
 263   KX_STATE_KEY_RECEIVED,
 264
 265   /**
 266    * The other peer has confirmed our session key + PING with a PONG
 267    * message encrypted with his session key (which we got).  Key
 268    * exchange is done.
 269    */
 270   KX_STATE_UP,
 271
 272   /**
 273    * We're rekeying (or had a timeout), so we have sent the other peer
 274    * our new ephemeral key, but we did not get a matching PONG yet.
 275    * This is equivalent to being 'KX_STATE_KEY_RECEIVED', except that
 276    * the session is marked as 'up' with sessions (as we don't want to
 277    * drop and re-establish P2P connections simply due to rekeying).
 278    */
 279   KX_STATE_REKEY_SENT
 280
 281 };
 282
 283
 284 /**
 285  * Information about the status of a key exchange with another peer.
 286  */
 287 struct GSC_KeyExchangeInfo
 288 {
 289
 290   /**
 291    * DLL.
 292    */
 293   struct GSC_KeyExchangeInfo *next;
 294
 295   /**
 296    * DLL.
 297    */
 298   struct GSC_KeyExchangeInfo *prev;
 299
 300   /**
 301    * Identity of the peer.
 302    */
 303   struct GNUNET_PeerIdentity peer;
 304
 305   /**
 306    * PING message we transmit to the other peer.
 307    */
 308   struct PingMessage ping;
 309
 310   /**
 311    * Key we use to encrypt our messages for the other peer
 312    * (initialized by us when we do the handshake).
 313    */
 314   struct GNUNET_CRYPTO_AesSessionKey encrypt_key;
 315
 316   /**
 317    * Key we use to decrypt messages from the other peer
 318    * (given to us by the other peer during the handshake).
 319    */
 320   struct GNUNET_CRYPTO_AesSessionKey decrypt_key;
 321
 322   /**
 323    * At what time did the other peer generate the decryption key?
 324    */
 325   struct GNUNET_TIME_Absolute foreign_key_expires;
 326
 327   /**
 328    * When should the session time out (if there are no PONGs)?
 329    */
 330   struct GNUNET_TIME_Absolute timeout;
 331
 332   /**
 333    * At what frequency are we currently re-trying SET_KEY messages?
 334    */
 335   struct GNUNET_TIME_Relative set_key_retry_frequency;
 336
 337   /**
 338    * ID of task used for re-trying SET_KEY and PING message.
 339    */
 340   GNUNET_SCHEDULER_TaskIdentifier retry_set_key_task;
 341
 342   /**
 343    * ID of task used for sending keep-alive pings.
 344    */
 345   GNUNET_SCHEDULER_TaskIdentifier keep_alive_task;
 346
 347   /**
 348    * Bit map indicating which of the 32 sequence numbers before the last
 349    * were received (good for accepting out-of-order packets and
 350    * estimating reliability of the connection)
 351    */
 352   unsigned int last_packets_bitmap;
 353
 354   /**
 355    * last sequence number received on this connection (highest)
 356    */
 357   uint32_t last_sequence_number_received;
 358
 359   /**
 360    * last sequence number transmitted
 361    */
 362   uint32_t last_sequence_number_sent;
 363
 364   /**
 365    * What was our PING challenge number (for this peer)?
 366    */
 367   uint32_t ping_challenge;
 368
 369   /**
 370    * What is our connection status?
 371    */
 372   enum KxStateMachine status;
 373
 374 };
 375
 376
 377 /**
 378  * Our private key.
 379  */
 380 static struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *my_private_key;
 381
 382 /**
 383  * Our ephemeral private key.
 384  */
 385 static struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *my_ephemeral_key;
 386
 387 /**
 388  * Current message we send for a key exchange.
 389  */
 390 static struct EphemeralKeyMessage current_ekm;
 391
 392 /**
 393  * Our public key.
 394  */
 395 static struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded my_public_key;
 396
 397 /**
 398  * Our message stream tokenizer (for encrypted payload).
 399  */
 400 static struct GNUNET_SERVER_MessageStreamTokenizer *mst;
 401
 402 /**
 403  * DLL head.
 404  */
 405 static struct GSC_KeyExchangeInfo *kx_head;
 406
 407 /**
 408  * DLL tail.
 409  */
 410 static struct GSC_KeyExchangeInfo *kx_tail;
 411
 412 /**
 413  * Task scheduled for periodic re-generation (and thus rekeying) of our
 414  * ephemeral key.
 415  */
 416 static GNUNET_SCHEDULER_TaskIdentifier rekey_task;
 417
 418
 419 /**
 420  * Derive an authentication key from "set key" information
 421  *
 422  * @param akey authentication key to derive
 423  * @param skey session key to use
 424  * @param seed seed to use
 425  */
 426 static void
 427 derive_auth_key (struct GNUNET_CRYPTO_AuthKey *akey,
 428                  const struct GNUNET_CRYPTO_AesSessionKey *skey, uint32_t seed)
 429 {
 430   static const char ctx[] = "authentication key";
 431
 432   GNUNET_CRYPTO_hmac_derive_key (akey, skey, &seed, sizeof (seed), &skey->key,
 433                                  sizeof (skey->key), ctx,
 434                                  sizeof (ctx), NULL);
 435 }
 436
 437
 438 /**
 439  * Derive an IV from packet information
 440  *
 441  * @param iv initialization vector to initialize
 442  * @param skey session key to use
 443  * @param seed seed to use
 444  * @param identity identity of the other peer to use
 445  */
 446 static void
 447 derive_iv (struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector *iv,
 448            const struct GNUNET_CRYPTO_AesSessionKey *skey, uint32_t seed,
 449            const struct GNUNET_PeerIdentity *identity)
 450 {
 451   static const char ctx[] = "initialization vector";
 452
 453   GNUNET_CRYPTO_aes_derive_iv (iv, skey, &seed, sizeof (seed),
 454                                &identity->hashPubKey.bits,
 455                                sizeof (identity->hashPubKey.bits), ctx,
 456                                sizeof (ctx), NULL);
 457 }
 458
 459
 460 /**
 461  * Derive an IV from pong packet information
 462  *
 463  * @param iv initialization vector to initialize
 464  * @param skey session key to use
 465  * @param seed seed to use
 466  * @param challenge nonce to use
 467  * @param identity identity of the other peer to use
 468  */
 469 static void
 470 derive_pong_iv (struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector *iv,
 471                 const struct GNUNET_CRYPTO_AesSessionKey *skey, uint32_t seed,
 472                 uint32_t challenge, const struct GNUNET_PeerIdentity *identity)
 473 {
 474   static const char ctx[] = "pong initialization vector";
 475
 476   GNUNET_CRYPTO_aes_derive_iv (iv, skey, &seed, sizeof (seed),
 477                                &identity->hashPubKey.bits,
 478                                sizeof (identity->hashPubKey.bits), &challenge,
 479                                sizeof (challenge), ctx, sizeof (ctx), NULL);
 480 }
 481
 482
 483 /**
 484  * Derive an AES key from key material
 485  *
 486  * @param sender peer identity of the sender
 487  * @param receiver peer identity of the sender
 488  * @param key_material high entropy key material to use
 489  * @param skey set to derived session key
 490  */
 491 static void
 492 derive_aes_key (const struct GNUNET_PeerIdentity *sender,
 493                 const struct GNUNET_PeerIdentity *receiver,
 494                 const struct GNUNET_HashCode *key_material,
 495                 struct GNUNET_CRYPTO_AesSessionKey *skey)
 496 {
 497   static const char ctx[] = "aes key generation vector";
 498
 499   GNUNET_CRYPTO_kdf (skey, sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_AesSessionKey),
 500                      ctx, sizeof (ctx),
 501                      skey, sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_AesSessionKey),
 502                      sender, sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity),
 503                      receiver, sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity),
 504                      NULL);
 505 }
 506
 507
 508 /**
 509  * Encrypt size bytes from in and write the result to out.  Use the
 510  * key for outbound traffic of the given neighbour.
 511  *
 512  * @param kx key information context
 513  * @param iv initialization vector to use
 514  * @param in ciphertext
 515  * @param out plaintext
 516  * @param size size of in/out
 517  * @return GNUNET_OK on success
 518  */
 519 static int
 520 do_encrypt (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
 521             const struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector *iv,
 522             const void *in, void *out, size_t size)
 523 {
 524   if (size != (uint16_t) size)
 525   {
 526     GNUNET_break (0);
 527     return GNUNET_NO;
 528   }
 529   GNUNET_assert (size ==
 530                  GNUNET_CRYPTO_aes_encrypt (in, (uint16_t) size,
 531                                             &kx->encrypt_key, iv, out));
 532   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats, gettext_noop ("# bytes encrypted"), size,
 533                             GNUNET_NO);
 534   /* the following is too sensitive to write to log files by accident,
 535      so we require manual intervention to get this one... */
 536 #if 0
 537   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 538               "Encrypted %u bytes for `%4s' using key %u, IV %u\n",
 539               (unsigned int) size, GNUNET_i2s (&kx->peer),
 540               (unsigned int) kx->encrypt_key.crc32, GNUNET_CRYPTO_crc32_n (iv,
 541                                                                            sizeof
 542                                                                            (iv)));
 543 #endif
 544   return GNUNET_OK;
 545 }
 546
 547
 548 /**
 549  * Decrypt size bytes from in and write the result to out.  Use the
 550  * key for inbound traffic of the given neighbour.  This function does
 551  * NOT do any integrity-checks on the result.
 552  *
 553  * @param kx key information context
 554  * @param iv initialization vector to use
 555  * @param in ciphertext
 556  * @param out plaintext
 557  * @param size size of in/out
 558  * @return GNUNET_OK on success
 559  */
 560 static int
 561 do_decrypt (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
 562             const struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector *iv,
 563             const void *in, void *out, size_t size)
 564 {
 565   if (size != (uint16_t) size)
 566   {
 567     GNUNET_break (0);
 568     return GNUNET_NO;
 569   }
 570   if ( (kx->status != KX_STATE_KEY_RECEIVED) && (kx->status != KX_STATE_UP) &&
 571        (kx->status != KX_STATE_REKEY_SENT) )
 572   {
 573     GNUNET_break_op (0);
 574     return GNUNET_SYSERR;
 575   }
 576   if (size !=
 577       GNUNET_CRYPTO_aes_decrypt (in, (uint16_t) size, &kx->decrypt_key, iv,
 578                                  out))
 579   {
 580     GNUNET_break (0);
 581     return GNUNET_SYSERR;
 582   }
 583   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats, gettext_noop ("# bytes decrypted"), size,
 584                             GNUNET_NO);
 585   /* the following is too sensitive to write to log files by accident,
 586      so we require manual intervention to get this one... */
 587 #if 0
 588   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 589               "Decrypted %u bytes from `%4s' using key %u, IV %u\n",
 590               (unsigned int) size, GNUNET_i2s (&kx->peer),
 591               (unsigned int) kx->decrypt_key.crc32, GNUNET_CRYPTO_crc32_n (iv,
 592                                                                            sizeof
 593                                                                            (*iv)));
 594 #endif
 595   return GNUNET_OK;
 596 }
 597
 598
 599 /**
 600  * Send our key (and encrypted PING) to the other peer.
 601  *
 602  * @param kx key exchange context
 603  */
 604 static void
 605 send_key (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx);
 606
 607
 608 /**
 609  * Task that will retry "send_key" if our previous attempt failed.
 610  *
 611  * @param cls our 'struct GSC_KeyExchangeInfo'
 612  * @param tc scheduler context
 613  */
 614 static void
 615 set_key_retry_task (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
 616 {
 617   struct GSC_KeyExchangeInfo *kx = cls;
 618
 619   kx->retry_set_key_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
 620   kx->set_key_retry_frequency = GNUNET_TIME_STD_BACKOFF (kx->set_key_retry_frequency);
 621   GNUNET_assert (KX_STATE_DOWN != kx->status);
 622   send_key (kx);
 623 }
 624
 625
 626 /**
 627  * Create a fresh PING message for transmission to the other peer.
 628  *
 629  * @param kx key exchange context to create PING for
 630  */
 631 static void
 632 setup_fresh_ping (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx)
 633 {
 634   struct PingMessage pp;
 635   struct PingMessage *pm;
 636   struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector iv;
 637
 638   pm = &kx->ping;
 639   pm->header.size = htons (sizeof (struct PingMessage));
 640   pm->header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_PING);
 641   pm->iv_seed =
 642       GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE, UINT32_MAX);
 643   derive_iv (&iv, &kx->encrypt_key, pm->iv_seed, &kx->peer);
 644   pp.challenge = kx->ping_challenge;
 645   pp.target = kx->peer;
 646   do_encrypt (kx, &iv, &pp.target, &pm->target,
 647               sizeof (struct PingMessage) - ((void *) &pm->target -
 648                                              (void *) pm));
 649 }
 650
 651
 652 /**
 653  * Start the key exchange with the given peer.
 654  *
 655  * @param pid identity of the peer to do a key exchange with
 656  * @return key exchange information context
 657  */
 658 struct GSC_KeyExchangeInfo *
 659 GSC_KX_start (const struct GNUNET_PeerIdentity *pid)
 660 {
 661   struct GSC_KeyExchangeInfo *kx;
 662
 663   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 664               "Initiating key exchange with `%s'\n",
 665               GNUNET_i2s (pid));
 666   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
 667                             gettext_noop ("# key exchanges initiated"), 1,
 668                             GNUNET_NO);
 669   kx = GNUNET_malloc (sizeof (struct GSC_KeyExchangeInfo));
 670   kx->peer = *pid;
 671   kx->set_key_retry_frequency = INITIAL_SET_KEY_RETRY_FREQUENCY;
 672   GNUNET_CONTAINER_DLL_insert (kx_head,
 673                                kx_tail,
 674                                kx);
 675   if (0 < GNUNET_CRYPTO_hash_cmp (&pid->hashPubKey,
 676                                   &GSC_my_identity.hashPubKey))
 677   {
 678     /* peer with "lower" identity starts KX, otherwise we typically end up
 679        with both peers starting the exchange and transmit the 'set key'
 680        message twice */
 681     kx->status = KX_STATE_KEY_SENT;
 682     send_key (kx);
 683   }
 684   return kx;
 685 }
 686
 687
 688 /**
 689  * Stop key exchange with the given peer.  Clean up key material.
 690  *
 691  * @param kx key exchange to stop
 692  */
 693 void
 694 GSC_KX_stop (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx)
 695 {
 696   GSC_SESSIONS_end (&kx->peer);
 697   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats, gettext_noop ("# key exchanges stopped"),
 698                             1, GNUNET_NO);
 699   if (kx->retry_set_key_task != GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK)
 700   {
 701     GNUNET_SCHEDULER_cancel (kx->retry_set_key_task);
 702     kx->retry_set_key_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
 703   }
 704   if (kx->keep_alive_task != GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK)
 705   {
 706     GNUNET_SCHEDULER_cancel (kx->keep_alive_task);
 707     kx->keep_alive_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
 708   }
 709   GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (kx_head,
 710                                kx_tail,
 711                                kx);
 712   GNUNET_free (kx);
 713 }
 714
 715
 716 /**
 717  * Send our PING to the other peer.
 718  *
 719  * @param kx key exchange context
 720  */
 721 static void
 722 send_ping (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx)
 723 {
 724   GSC_NEIGHBOURS_transmit (&kx->peer, &kx->ping.header,
 725                            MIN_PING_FREQUENCY);
 726 }
 727
 728 /**
 729  * We received a SET_KEY message.  Validate and update
 730  * our key material and status.
 731  *
 732  * @param kx key exchange status for the corresponding peer
 733  * @param msg the set key message we received
 734  */
 735 void
 736 GSC_KX_handle_ephemeral_key (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
 737                              const struct GNUNET_MessageHeader *msg)
 738 {
 739   const struct EphemeralKeyMessage *m;
 740   struct GNUNET_TIME_Absolute start_t;
 741   struct GNUNET_TIME_Absolute end_t;
 742   struct GNUNET_TIME_Absolute now;
 743   struct GNUNET_PeerIdentity signer_id;
 744   enum KxStateMachine sender_status;
 745   uint16_t size;
 746   struct GNUNET_HashCode key_material;
 747
 748   size = ntohs (msg->size);
 749   if (sizeof (struct EphemeralKeyMessage) != size)
 750   {
 751     GNUNET_break_op (0);
 752     return;
 753   }
 754   m = (const struct EphemeralKeyMessage *) msg;
 755   end_t = GNUNET_TIME_absolute_ntoh (m->expiration_time);
 756   if ( ( (KX_STATE_KEY_RECEIVED == kx->status) ||
 757          (KX_STATE_UP == kx->status) ||
 758          (KX_STATE_REKEY_SENT == kx->status) ) &&
 759        (end_t.abs_value <= kx->foreign_key_expires.abs_value) )
 760   {
 761     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats, gettext_noop ("# old ephemeral keys ignored"),
 762                               1, GNUNET_NO);
 763     return;
 764   }
 765   start_t = GNUNET_TIME_absolute_ntoh (m->creation_time);
 766
 767   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats, gettext_noop ("# ephemeral keys received"),
 768                             1, GNUNET_NO);
 769
 770   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 771               "Core service receives `%s' request from `%4s'.\n", "EPHEMERAL_KEY",
 772               GNUNET_i2s (&kx->peer));
 773   GNUNET_CRYPTO_hash (&m->origin_public_key,
 774                       sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded),
 775                       &signer_id.hashPubKey);
 776   if (0 !=
 777       memcmp (&signer_id, &kx->peer,
 778               sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity)))
 779   {
 780     GNUNET_break_op (0);
 781     return;
 782   }
 783   if ((ntohl (m->purpose.size) !=
 784        sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccSignaturePurpose) +
 785        sizeof (struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO) +
 786        sizeof (struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO) +
 787        sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded) +
 788        sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded)) ||
 789       (GNUNET_OK !=
 790        GNUNET_CRYPTO_ecc_verify (GNUNET_SIGNATURE_PURPOSE_SET_ECC_KEY,
 791                                  &m->purpose,
 792                                  &m->signature, &m->origin_public_key)))
 793   {
 794     /* invalid signature */
 795     GNUNET_break_op (0);
 796     return;
 797   }
 798   now = GNUNET_TIME_absolute_get ();
 799   if ( (end_t.abs_value < GNUNET_TIME_absolute_subtract (now, REKEY_TOLERANCE).abs_value) ||
 800        (start_t.abs_value > GNUNET_TIME_absolute_add (now, REKEY_TOLERANCE).abs_value) )
 801   {
 802     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
 803                 _("Ephemeral key message rejected as its validity range does not match our system time (%llu not in [%llu,%llu]).\n"),
 804                 now.abs_value,
 805                 start_t.abs_value,
 806                 end_t.abs_value);
 807     return;
 808   }
 809   if (GNUNET_OK !=
 810       GNUNET_CRYPTO_ecc_ecdh (my_ephemeral_key,
 811                               &m->ephemeral_key,
 812                               &key_material))
 813   {
 814     GNUNET_break (0);
 815     return;
 816   }
 817   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
 818                             gettext_noop ("# EPHEMERAL_KEY messages decrypted"), 1,
 819                             GNUNET_NO);
 820   derive_aes_key (&GSC_my_identity,
 821                   &kx->peer,
 822                   &key_material,
 823                   &kx->encrypt_key);
 824   derive_aes_key (&kx->peer,
 825                   &GSC_my_identity,
 826                   &key_material,
 827                   &kx->decrypt_key);
 828   /* fresh key, reset sequence numbers */
 829   kx->last_sequence_number_received = 0;
 830   kx->last_packets_bitmap = 0;
 831   kx->foreign_key_expires = end_t;
 832   setup_fresh_ping (kx);
 833
 834   /* check if we still need to send the sender our key */
 835   sender_status = (enum KxStateMachine) ntohl (m->sender_status);
 836   switch (sender_status)
 837   {
 838   case KX_STATE_DOWN:
 839     GNUNET_break_op (0);
 840     break;
 841   case KX_STATE_KEY_SENT:
 842     /* fine, need to send our key after updating our status, see below */
 843     break;
 844   case KX_STATE_KEY_RECEIVED:
 845   case KX_STATE_UP:
 846   case KX_STATE_REKEY_SENT:
 847     /* other peer already got our key */
 848     break;
 849   default:
 850     GNUNET_break (0);
 851     break;
 852   }
 853   /* check if we need to confirm everything is fine via PING + PONG */
 854   switch (kx->status)
 855   {
 856   case KX_STATE_DOWN:
 857     GNUNET_assert (GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK == kx->keep_alive_task);
 858     kx->status = KX_STATE_KEY_RECEIVED;
 859     if (KX_STATE_KEY_SENT == sender_status)
 860       send_key (kx);
 861     send_ping (kx);
 862     break;
 863   case KX_STATE_KEY_SENT:
 864     GNUNET_assert (GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK == kx->keep_alive_task);
 865     kx->status = KX_STATE_KEY_RECEIVED;
 866     if (KX_STATE_KEY_SENT == sender_status)
 867       send_key (kx);
 868     send_ping (kx);
 869     break;
 870   case KX_STATE_KEY_RECEIVED:
 871     GNUNET_assert (GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK == kx->keep_alive_task);
 872     if (KX_STATE_KEY_SENT == sender_status)
 873       send_key (kx);
 874     send_ping (kx);
 875     break;
 876   case KX_STATE_UP:
 877     kx->status = KX_STATE_REKEY_SENT;
 878     if (KX_STATE_KEY_SENT == sender_status)
 879       send_key (kx);
 880     /* we got a new key, need to reconfirm! */
 881     send_ping (kx);
 882     break;
 883   case KX_STATE_REKEY_SENT:
 884     if (KX_STATE_KEY_SENT == sender_status)
 885       send_key (kx);
 886     /* we got a new key, need to reconfirm! */
 887     send_ping (kx);
 888     break;
 889   default:
 890     GNUNET_break (0);
 891     break;
 892   }
 893 }
 894
 895
 896 /**
 897  * We received a PING message.  Validate and transmit
 898  * a PONG message.
 899  *
 900  * @param kx key exchange status for the corresponding peer
 901  * @param msg the encrypted PING message itself
 902  */
 903 void
 904 GSC_KX_handle_ping (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
 905                     const struct GNUNET_MessageHeader *msg)
 906 {
 907   const struct PingMessage *m;
 908   struct PingMessage t;
 909   struct PongMessage tx;
 910   struct PongMessage tp;
 911   struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector iv;
 912   uint16_t msize;
 913
 914   msize = ntohs (msg->size);
 915   if (msize != sizeof (struct PingMessage))
 916   {
 917     GNUNET_break_op (0);
 918     return;
 919   }
 920   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
 921                             gettext_noop ("# PING messages received"), 1,
 922                             GNUNET_NO);
 923   if ( (kx->status != KX_STATE_KEY_RECEIVED) &&
 924        (kx->status != KX_STATE_UP) &&
 925        (kx->status != KX_STATE_REKEY_SENT))
 926   {
 927     /* ignore */
 928     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
 929                               gettext_noop ("# PING messages dropped (out of order)"), 1,
 930                               GNUNET_NO);
 931     return;
 932   }
 933   m = (const struct PingMessage *) msg;
 934   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 935               "Core service receives `%s' request from `%4s'.\n", "PING",
 936               GNUNET_i2s (&kx->peer));
 937   derive_iv (&iv, &kx->decrypt_key, m->iv_seed, &GSC_my_identity);
 938   if (GNUNET_OK !=
 939       do_decrypt (kx, &iv, &m->target, &t.target,
 940                   sizeof (struct PingMessage) - ((void *) &m->target -
 941                                                  (void *) m)))
 942   {
 943     GNUNET_break_op (0);
 944     return;
 945   }
 946   if (0 !=
 947       memcmp (&t.target, &GSC_my_identity, sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity)))
 948   {
 949     char sender[9];
 950     char peer[9];
 951
 952     GNUNET_snprintf (sender, sizeof (sender), "%8s", GNUNET_i2s (&kx->peer));
 953     GNUNET_snprintf (peer, sizeof (peer), "%8s", GNUNET_i2s (&t.target));
 954     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 955                 _
 956                 ("Received PING from `%s' for different identity: I am `%s', PONG identity: `%s'\n"),
 957                 sender, GNUNET_i2s (&GSC_my_identity), peer);
 958     GNUNET_break_op (0);
 959     return;
 960   }
 961   /* construct PONG */
 962   tx.reserved = 0;
 963   tx.challenge = t.challenge;
 964   tx.target = t.target;
 965   tp.header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_PONG);
 966   tp.header.size = htons (sizeof (struct PongMessage));
 967   tp.iv_seed =
 968       GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE, UINT32_MAX);
 969   derive_pong_iv (&iv, &kx->encrypt_key, tp.iv_seed, t.challenge, &kx->peer);
 970   do_encrypt (kx, &iv, &tx.challenge, &tp.challenge,
 971               sizeof (struct PongMessage) - ((void *) &tp.challenge -
 972                                              (void *) &tp));
 973   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats, gettext_noop ("# PONG messages created"),
 974                             1, GNUNET_NO);
 975   GSC_NEIGHBOURS_transmit (&kx->peer, &tp.header,
 976                            GNUNET_TIME_UNIT_FOREVER_REL /* FIXME: timeout */ );
 977 }
 978
 979
 980 /**
 981  * Task triggered when a neighbour entry is about to time out
 982  * (and we should prevent this by sending a PING).
 983  *
 984  * @param cls the 'struct GSC_KeyExchangeInfo'
 985  * @param tc scheduler context (not used)
 986  */
 987 static void
 988 send_keep_alive (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
 989 {
 990   struct GSC_KeyExchangeInfo *kx = cls;
 991   struct GNUNET_TIME_Relative retry;
 992   struct GNUNET_TIME_Relative left;
 993
 994   kx->keep_alive_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
 995   left = GNUNET_TIME_absolute_get_remaining (kx->timeout);
 996   if (0 == left.rel_value)
 997   {
 998     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
 999                               gettext_noop ("# sessions terminated by timeout"),
1000                               1, GNUNET_NO);
1001     GSC_SESSIONS_end (&kx->peer);
1002     kx->status = KX_STATE_KEY_SENT;
1003     send_key (kx);
1004     return;
1005   }
1006   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Sending KEEPALIVE to `%s'\n",
1007               GNUNET_i2s (&kx->peer));
1008   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1009                             gettext_noop ("# keepalive messages sent"), 1,
1010                             GNUNET_NO);
1011   setup_fresh_ping (kx);
1012   GSC_NEIGHBOURS_transmit (&kx->peer, &kx->ping.header,
1013                            kx->set_key_retry_frequency);
1014   retry =
1015       GNUNET_TIME_relative_max (GNUNET_TIME_relative_divide (left, 2),
1016                                 MIN_PING_FREQUENCY);
1017   kx->keep_alive_task =
1018       GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (retry, &send_keep_alive, kx);
1019 }
1020
1021
1022 /**
1023  * We've seen a valid message from the other peer.
1024  * Update the time when the session would time out
1025  * and delay sending our keep alive message further.
1026  *
1027  * @param kx key exchange where we saw activity
1028  */
1029 static void
1030 update_timeout (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx)
1031 {
1032   kx->timeout =
1033       GNUNET_TIME_relative_to_absolute
1034       (GNUNET_CONSTANTS_IDLE_CONNECTION_TIMEOUT);
1035   if (kx->keep_alive_task != GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK)
1036     GNUNET_SCHEDULER_cancel (kx->keep_alive_task);
1037   kx->keep_alive_task =
1038       GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (GNUNET_TIME_relative_divide
1039                                     (GNUNET_CONSTANTS_IDLE_CONNECTION_TIMEOUT,
1040                                      2), &send_keep_alive, kx);
1041 }
1042
1043
1044 /**
1045  * We received a PONG message.  Validate and update our status.
1046  *
1047  * @param kx key exchange context for the the PONG
1048  * @param msg the encrypted PONG message itself
1049  */
1050 void
1051 GSC_KX_handle_pong (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
1052                     const struct GNUNET_MessageHeader *msg)
1053 {
1054   const struct PongMessage *m;
1055   struct PongMessage t;
1056   struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector iv;
1057   uint16_t msize;
1058
1059   msize = ntohs (msg->size);
1060   if (sizeof (struct PongMessage) != msize)
1061   {
1062     GNUNET_break_op (0);
1063     return;
1064   }
1065   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1066                             gettext_noop ("# PONG messages received"), 1,
1067                             GNUNET_NO);
1068   switch (kx->status)
1069   {
1070   case KX_STATE_DOWN:
1071     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1072                               gettext_noop ("# PONG messages dropped (connection down)"), 1,
1073                               GNUNET_NO);
1074     return;
1075   case KX_STATE_KEY_SENT:
1076     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1077                               gettext_noop ("# PONG messages dropped (out of order)"), 1,
1078                               GNUNET_NO);
1079     return;
1080   case KX_STATE_KEY_RECEIVED:
1081     break;
1082   case KX_STATE_UP:
1083     break;
1084   case KX_STATE_REKEY_SENT:
1085     break;
1086   default:
1087     GNUNET_break (0);
1088     return;
1089   }
1090   m = (const struct PongMessage *) msg;
1091   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1092               "Core service receives `%s' response from `%4s'.\n", "PONG",
1093               GNUNET_i2s (&kx->peer));
1094   /* mark as garbage, just to be sure */
1095   memset (&t, 255, sizeof (t));
1096   derive_pong_iv (&iv, &kx->decrypt_key, m->iv_seed, kx->ping_challenge,
1097                   &GSC_my_identity);
1098   if (GNUNET_OK !=
1099       do_decrypt (kx, &iv, &m->challenge, &t.challenge,
1100                   sizeof (struct PongMessage) - ((void *) &m->challenge -
1101                                                  (void *) m)))
1102   {
1103     GNUNET_break_op (0);
1104     return;
1105   }
1106   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1107                             gettext_noop ("# PONG messages decrypted"), 1,
1108                             GNUNET_NO);
1109   if ((0 != memcmp (&t.target, &kx->peer, sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity)))
1110       || (kx->ping_challenge != t.challenge))
1111   {
1112     /* PONG malformed */
1113     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1114                 "Received malformed `%s' wanted sender `%4s' with challenge %u\n",
1115                 "PONG", GNUNET_i2s (&kx->peer),
1116                 (unsigned int) kx->ping_challenge);
1117     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1118                 "Received malformed `%s' received from `%4s' with challenge %u\n",
1119                 "PONG", GNUNET_i2s (&t.target), (unsigned int) t.challenge);
1120     return;
1121   }
1122   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Received PONG from `%s'\n",
1123               GNUNET_i2s (&kx->peer));
1124   /* no need to resend key any longer */
1125   if (GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK != kx->retry_set_key_task)
1126   {
1127     GNUNET_SCHEDULER_cancel (kx->retry_set_key_task);
1128     kx->retry_set_key_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
1129   }
1130   switch (kx->status)
1131   {
1132   case KX_STATE_DOWN:
1133     GNUNET_assert (0);           /* should be impossible */
1134     return;
1135   case KX_STATE_KEY_SENT:
1136     GNUNET_assert (0);           /* should be impossible */
1137     return;
1138   case KX_STATE_KEY_RECEIVED:
1139     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1140                               gettext_noop
1141                               ("# session keys confirmed via PONG"), 1,
1142                               GNUNET_NO);
1143     kx->status = KX_STATE_UP;
1144     GSC_SESSIONS_create (&kx->peer, kx);
1145     GNUNET_assert (GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK == kx->keep_alive_task);
1146     update_timeout (kx);
1147     break;
1148   case KX_STATE_UP:
1149     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1150                               gettext_noop
1151                               ("# timeouts prevented via PONG"), 1,
1152                               GNUNET_NO);
1153     update_timeout (kx);
1154     break;
1155   case KX_STATE_REKEY_SENT:
1156     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1157                               gettext_noop
1158                               ("# rekey operations confirmed via PONG"), 1,
1159                               GNUNET_NO);
1160     kx->status = KX_STATE_UP;
1161     update_timeout (kx);
1162     break;
1163   default:
1164     GNUNET_break (0);
1165     break;
1166   }
1167 }
1168
1169
1170 /**
1171  * Send our key to the other peer.
1172  *
1173  * @param kx key exchange context
1174  */
1175 static void
1176 send_key (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx)
1177 {
1178   GNUNET_assert (KX_STATE_DOWN != kx->status);
1179   if (GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK != kx->retry_set_key_task)
1180   {
1181      GNUNET_SCHEDULER_cancel (kx->retry_set_key_task);
1182      kx->retry_set_key_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
1183   }
1184   /* always update sender status in SET KEY message */
1185   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1186               "Sending key to `%s' (my status: %d)\n",
1187               GNUNET_i2s (&kx->peer),
1188               kx->status);
1189   current_ekm.sender_status = htonl ((int32_t) (kx->status));
1190   GSC_NEIGHBOURS_transmit (&kx->peer, &current_ekm.header,
1191                            kx->set_key_retry_frequency);
1192   kx->retry_set_key_task =
1193       GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (kx->set_key_retry_frequency,
1194                                     &set_key_retry_task, kx);
1195 }
1196
1197
1198 /**
1199  * Encrypt and transmit a message with the given payload.
1200  *
1201  * @param kx key exchange context
1202  * @param payload payload of the message
1203  * @param payload_size number of bytes in 'payload'
1204  */
1205 void
1206 GSC_KX_encrypt_and_transmit (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
1207                              const void *payload, size_t payload_size)
1208 {
1209   size_t used = payload_size + sizeof (struct EncryptedMessage);
1210   char pbuf[used];              /* plaintext */
1211   char cbuf[used];              /* ciphertext */
1212   struct EncryptedMessage *em;  /* encrypted message */
1213   struct EncryptedMessage *ph;  /* plaintext header */
1214   struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector iv;
1215   struct GNUNET_CRYPTO_AuthKey auth_key;
1216
1217   ph = (struct EncryptedMessage *) pbuf;
1218   ph->iv_seed =
1219       htonl (GNUNET_CRYPTO_random_u32
1220              (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE, UINT32_MAX));
1221   ph->sequence_number = htonl (++kx->last_sequence_number_sent);
1222   ph->reserved = 0;
1223   ph->timestamp = GNUNET_TIME_absolute_hton (GNUNET_TIME_absolute_get ());
1224   memcpy (&ph[1], payload, payload_size);
1225
1226   em = (struct EncryptedMessage *) cbuf;
1227   em->header.size = htons (used);
1228   em->header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_ENCRYPTED_MESSAGE);
1229   em->iv_seed = ph->iv_seed;
1230   derive_iv (&iv, &kx->encrypt_key, ph->iv_seed, &kx->peer);
1231   GNUNET_assert (GNUNET_OK ==
1232                  do_encrypt (kx, &iv, &ph->sequence_number,
1233                              &em->sequence_number,
1234                              used - ENCRYPTED_HEADER_SIZE));
1235   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Encrypted %u bytes for %s\n",
1236               used - ENCRYPTED_HEADER_SIZE, GNUNET_i2s (&kx->peer));
1237   derive_auth_key (&auth_key,
1238                    &kx->encrypt_key,
1239                    ph->iv_seed);
1240   GNUNET_CRYPTO_hmac (&auth_key, &em->sequence_number,
1241                       used - ENCRYPTED_HEADER_SIZE, &em->hmac);
1242   GSC_NEIGHBOURS_transmit (&kx->peer, &em->header,
1243                            GNUNET_TIME_UNIT_FOREVER_REL);
1244 }
1245
1246
1247 /**
1248  * Closure for 'deliver_message'
1249  */
1250 struct DeliverMessageContext
1251 {
1252
1253   /**
1254    * Key exchange context.
1255    */
1256   struct GSC_KeyExchangeInfo *kx;
1257
1258   /**
1259    * Sender of the message.
1260    */
1261   const struct GNUNET_PeerIdentity *peer;
1262 };
1263
1264
1265 /**
1266  * We received an encrypted message.  Decrypt, validate and
1267  * pass on to the appropriate clients.
1268  *
1269  * @param kx key exchange context for encrypting the message
1270  * @param msg encrypted message
1271  */
1272 void
1273 GSC_KX_handle_encrypted_message (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
1274                                  const struct GNUNET_MessageHeader *msg)
1275 {
1276   const struct EncryptedMessage *m;
1277   struct EncryptedMessage *pt;  /* plaintext */
1278   struct GNUNET_HashCode ph;
1279   uint32_t snum;
1280   struct GNUNET_TIME_Absolute t;
1281   struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector iv;
1282   struct GNUNET_CRYPTO_AuthKey auth_key;
1283   struct DeliverMessageContext dmc;
1284   uint16_t size = ntohs (msg->size);
1285   char buf[size] GNUNET_ALIGN;
1286
1287   if (size <
1288       sizeof (struct EncryptedMessage) + sizeof (struct GNUNET_MessageHeader))
1289   {
1290     GNUNET_break_op (0);
1291     return;
1292   }
1293   m = (const struct EncryptedMessage *) msg;
1294   if (kx->status != KX_STATE_UP)
1295   {
1296     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1297                               gettext_noop
1298                               ("# DATA message dropped (out of order)"),
1299                               1, GNUNET_NO);
1300     return;
1301   }
1302   if (0 == GNUNET_TIME_absolute_get_remaining (kx->foreign_key_expires).rel_value)
1303   {
1304     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
1305                 _("Session to peer `%s' went down due to key expiration (should not happen)\n"),
1306                 GNUNET_i2s (&kx->peer));
1307     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1308                               gettext_noop ("# sessions terminated by key expiration"),
1309                               1, GNUNET_NO);
1310     GSC_SESSIONS_end (&kx->peer);
1311     if (GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK != kx->keep_alive_task)
1312     {
1313       GNUNET_SCHEDULER_cancel (kx->keep_alive_task);
1314       kx->keep_alive_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
1315     }
1316     kx->status = KX_STATE_KEY_SENT;
1317     send_key (kx);
1318     return;
1319   }
1320
1321   /* validate hash */
1322   derive_auth_key (&auth_key, &kx->decrypt_key, m->iv_seed);
1323   GNUNET_CRYPTO_hmac (&auth_key, &m->sequence_number,
1324                       size - ENCRYPTED_HEADER_SIZE, &ph);
1325   if (0 != memcmp (&ph, &m->hmac, sizeof (struct GNUNET_HashCode)))
1326   {
1327     /* checksum failed */
1328     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1329                 "Failed checksum validation for a message from `%s'\n",
1330                 GNUNET_i2s (&kx->peer));
1331     return;
1332   }
1333   derive_iv (&iv, &kx->decrypt_key, m->iv_seed, &GSC_my_identity);
1334   /* decrypt */
1335   if (GNUNET_OK !=
1336       do_decrypt (kx, &iv, &m->sequence_number, &buf[ENCRYPTED_HEADER_SIZE],
1337                   size - ENCRYPTED_HEADER_SIZE))
1338     return;
1339   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Decrypted %u bytes from %s\n",
1340               size - ENCRYPTED_HEADER_SIZE, GNUNET_i2s (&kx->peer));
1341   pt = (struct EncryptedMessage *) buf;
1342
1343   /* validate sequence number */
1344   snum = ntohl (pt->sequence_number);
1345   if (kx->last_sequence_number_received == snum)
1346   {
1347     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1348                 "Received duplicate message, ignoring.\n");
1349     /* duplicate, ignore */
1350     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1351                               gettext_noop ("# bytes dropped (duplicates)"),
1352                               size, GNUNET_NO);
1353     return;
1354   }
1355   if ((kx->last_sequence_number_received > snum) &&
1356       (kx->last_sequence_number_received - snum > 32))
1357   {
1358     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1359                 "Received ancient out of sequence message, ignoring.\n");
1360     /* ancient out of sequence, ignore */
1361     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1362                               gettext_noop
1363                               ("# bytes dropped (out of sequence)"), size,
1364                               GNUNET_NO);
1365     return;
1366   }
1367   if (kx->last_sequence_number_received > snum)
1368   {
1369     unsigned int rotbit = 1 << (kx->last_sequence_number_received - snum - 1);
1370
1371     if ((kx->last_packets_bitmap & rotbit) != 0)
1372     {
1373       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1374                   "Received duplicate message, ignoring.\n");
1375       GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1376                                 gettext_noop ("# bytes dropped (duplicates)"),
1377                                 size, GNUNET_NO);
1378       /* duplicate, ignore */
1379       return;
1380     }
1381     kx->last_packets_bitmap |= rotbit;
1382   }
1383   if (kx->last_sequence_number_received < snum)
1384   {
1385     unsigned int shift = (snum - kx->last_sequence_number_received);
1386
1387     if (shift >= 8 * sizeof (kx->last_packets_bitmap))
1388       kx->last_packets_bitmap = 0;
1389     else
1390       kx->last_packets_bitmap <<= shift;
1391     kx->last_sequence_number_received = snum;
1392   }
1393
1394   /* check timestamp */
1395   t = GNUNET_TIME_absolute_ntoh (pt->timestamp);
1396   if (GNUNET_TIME_absolute_get_duration (t).rel_value >
1397       MAX_MESSAGE_AGE.rel_value)
1398   {
1399     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1400                 "Message received far too old (%s). Content ignored.\n",
1401                 GNUNET_STRINGS_relative_time_to_string (GNUNET_TIME_absolute_get_duration (t), GNUNET_YES));
1402     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1403                               gettext_noop
1404                               ("# bytes dropped (ancient message)"), size,
1405                               GNUNET_NO);
1406     return;
1407   }
1408
1409   /* process decrypted message(s) */
1410   update_timeout (kx);
1411   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1412                             gettext_noop ("# bytes of payload decrypted"),
1413                             size - sizeof (struct EncryptedMessage), GNUNET_NO);
1414   dmc.kx = kx;
1415   dmc.peer = &kx->peer;
1416   if (GNUNET_OK !=
1417       GNUNET_SERVER_mst_receive (mst, &dmc,
1418                                  &buf[sizeof (struct EncryptedMessage)],
1419                                  size - sizeof (struct EncryptedMessage),
1420                                  GNUNET_YES, GNUNET_NO))
1421     GNUNET_break_op (0);
1422 }
1423
1424
1425 /**
1426  * Deliver P2P message to interested clients.
1427  * Invokes send twice, once for clients that want the full message, and once
1428  * for clients that only want the header
1429  *
1430  * @param cls always NULL
1431  * @param client who sent us the message (struct GSC_KeyExchangeInfo)
1432  * @param m the message
1433  */
1434 static int
1435 deliver_message (void *cls, void *client, const struct GNUNET_MessageHeader *m)
1436 {
1437   struct DeliverMessageContext *dmc = client;
1438
1439   if (KX_STATE_UP != dmc->kx->status)
1440   {
1441     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1442                               gettext_noop
1443                               ("# PAYLOAD dropped (out of order)"),
1444                               1, GNUNET_NO);
1445     return GNUNET_OK;
1446   }
1447   switch (ntohs (m->type))
1448   {
1449   case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_BINARY_TYPE_MAP:
1450   case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_COMPRESSED_TYPE_MAP:
1451     GSC_SESSIONS_set_typemap (dmc->peer, m);
1452     return GNUNET_OK;
1453   default:
1454     GSC_CLIENTS_deliver_message (dmc->peer, m,
1455                                  ntohs (m->size),
1456                                  GNUNET_CORE_OPTION_SEND_FULL_INBOUND);
1457     GSC_CLIENTS_deliver_message (dmc->peer, m,
1458                                  sizeof (struct GNUNET_MessageHeader),
1459                                  GNUNET_CORE_OPTION_SEND_HDR_INBOUND);
1460   }
1461   return GNUNET_OK;
1462 }
1463
1464
1465 /**
1466  * Setup the message that links the ephemeral key to our persistent
1467  * public key and generate the appropriate signature.
1468  */
1469 static void
1470 sign_ephemeral_key ()
1471 {
1472   current_ekm.header.size = htons (sizeof (struct EphemeralKeyMessage));
1473   current_ekm.header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_EPHEMERAL_KEY);
1474   current_ekm.sender_status = 0; /* to be set later */
1475   current_ekm.purpose.purpose = htonl (GNUNET_SIGNATURE_PURPOSE_SET_ECC_KEY);
1476   current_ekm.purpose.size = htonl (sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccSignaturePurpose) +
1477                                     sizeof (struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO) +
1478                                     sizeof (struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO) +
1479                                     sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded) +
1480                                     sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded));
1481   current_ekm.creation_time = GNUNET_TIME_absolute_hton (GNUNET_TIME_absolute_get ());
1482   if (GNUNET_YES ==
1483       GNUNET_CONFIGURATION_get_value_yesno (GSC_cfg,
1484                                             "core",
1485                                             "USE_EPHEMERAL_KEYS"))
1486   {
1487     current_ekm.expiration_time = GNUNET_TIME_absolute_hton (GNUNET_TIME_relative_to_absolute (GNUNET_TIME_relative_add (REKEY_FREQUENCY,
1488                                                                                                                          REKEY_TOLERANCE)));
1489   }
1490   else
1491   {
1492     current_ekm.expiration_time = GNUNET_TIME_absolute_hton (GNUNET_TIME_UNIT_FOREVER_ABS);
1493   }
1494   GNUNET_CRYPTO_ecc_key_get_public (my_ephemeral_key,
1495                                     &current_ekm.ephemeral_key);
1496   current_ekm.origin_public_key = my_public_key;
1497   GNUNET_assert (GNUNET_OK ==
1498                  GNUNET_CRYPTO_ecc_sign (my_private_key,
1499                                          &current_ekm.purpose,
1500                                          &current_ekm.signature));
1501 }
1502
1503
1504 /**
1505  * Task run to trigger rekeying.
1506  *
1507  * @param cls closure, NULL
1508  * @param tc scheduler context
1509  */
1510 static void
1511 do_rekey (void *cls,
1512           const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
1513 {
1514   struct GSC_KeyExchangeInfo *pos;
1515
1516   rekey_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (REKEY_FREQUENCY,
1517                                              &do_rekey,
1518                                              NULL);
1519   if (NULL != my_ephemeral_key)
1520     GNUNET_CRYPTO_ecc_key_free (my_ephemeral_key);
1521   my_ephemeral_key = GNUNET_CRYPTO_ecc_key_create ();
1522   GNUNET_assert (NULL != my_ephemeral_key);
1523   sign_ephemeral_key ();
1524   for (pos = kx_head; NULL != pos; pos = pos->next)
1525   {
1526     pos->status = KX_STATE_REKEY_SENT;
1527     send_key (pos);
1528   }
1529 }
1530
1531
1532 /**
1533  * Initialize KX subsystem.
1534  *
1535  * @param pk private key to use for the peer
1536  * @return GNUNET_OK on success, GNUNET_SYSERR on failure
1537  */
1538 int
1539 GSC_KX_init (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *pk)
1540 {
1541   GNUNET_assert (NULL != pk);
1542   my_private_key = pk;
1543   GNUNET_CRYPTO_ecc_key_get_public (my_private_key, &my_public_key);
1544   GNUNET_CRYPTO_hash (&my_public_key, sizeof (my_public_key),
1545                       &GSC_my_identity.hashPubKey);
1546   if (GNUNET_YES ==
1547       GNUNET_CONFIGURATION_get_value_yesno (GSC_cfg,
1548                                             "core",
1549                                             "USE_EPHEMERAL_KEYS"))
1550   {
1551     my_ephemeral_key = GNUNET_CRYPTO_ecc_key_create ();
1552     if (NULL == my_ephemeral_key)
1553     {
1554       GNUNET_break (0);
1555       GNUNET_CRYPTO_ecc_key_free (my_private_key);
1556       my_private_key = NULL;
1557       return GNUNET_SYSERR;
1558     }
1559     sign_ephemeral_key ();
1560     rekey_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (REKEY_FREQUENCY,
1561                                                &do_rekey,
1562                                                NULL);
1563   }
1564   else
1565   {
1566     my_ephemeral_key = my_private_key;
1567     sign_ephemeral_key ();
1568   }
1569   mst = GNUNET_SERVER_mst_create (&deliver_message, NULL);
1570   return GNUNET_OK;
1571 }
1572
1573
1574 /**
1575  * Shutdown KX subsystem.
1576  */
1577 void
1578 GSC_KX_done ()
1579 {
1580   if (GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK != rekey_task)
1581   {
1582     GNUNET_SCHEDULER_cancel (rekey_task);
1583     rekey_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
1584   }
1585   if ( (NULL != my_ephemeral_key) &&
1586        (my_ephemeral_key != my_private_key) )
1587   {
1588     GNUNET_CRYPTO_ecc_key_free (my_ephemeral_key);
1589     my_ephemeral_key = NULL;
1590   }
1591   if (NULL != my_private_key)
1592   {
1593     GNUNET_CRYPTO_ecc_key_free (my_private_key);
1594     my_private_key = NULL;
1595   }
1596   if (NULL != mst)
1597   {
1598     GNUNET_SERVER_mst_destroy (mst);
1599     mst = NULL;
1600   }
1601 }
1602
1603 /* end of gnunet-service-core_kx.c */