src/core/gnunet-service-core_kx.c

   1 /*
   2      This file is part of GNUnet.
   3      (C) 2009, 2010, 2011 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_peerinfo_service.h"
  34 #include "gnunet_hello_lib.h"
  35 #include "gnunet_constants.h"
  36 #include "gnunet_signatures.h"
  37 #include "gnunet_protocols.h"
  38 #include "core.h"
  39
  40 /**
  41  * How long do we wait for SET_KEY confirmation initially?
  42  */
  43 #define INITIAL_SET_KEY_RETRY_FREQUENCY GNUNET_TIME_relative_multiply (MAX_SET_KEY_DELAY, 1)
  44
  45 /**
  46  * What is the minimum frequency for a PING message?
  47  */
  48 #define MIN_PING_FREQUENCY GNUNET_TIME_relative_multiply (GNUNET_TIME_UNIT_SECONDS, 5)
  49
  50 /**
  51  * What is the maximum age of a message for us to consider processing
  52  * it?  Note that this looks at the timestamp used by the other peer,
  53  * so clock skew between machines does come into play here.  So this
  54  * should be picked high enough so that a little bit of clock skew
  55  * does not prevent peers from connecting to us.
  56  */
  57 #define MAX_MESSAGE_AGE GNUNET_TIME_UNIT_DAYS
  58
  59 /**
  60  * What is the maximum delay for a SET_KEY message?
  61  */
  62 #define MAX_SET_KEY_DELAY GNUNET_TIME_relative_multiply (GNUNET_TIME_UNIT_SECONDS, 10)
  63
  64
  65 GNUNET_NETWORK_STRUCT_BEGIN
  66
  67 /**
  68  * We're sending an (encrypted) PING to the other peer to check if he
  69  * can decrypt.  The other peer should respond with a PONG with the
  70  * same content, except this time encrypted with the receiver's key.
  71  */
  72 struct PingMessage
  73 {
  74   /**
  75    * Message type is CORE_PING.
  76    */
  77   struct GNUNET_MessageHeader header;
  78
  79   /**
  80    * Seed for the IV
  81    */
  82   uint32_t iv_seed GNUNET_PACKED;
  83
  84   /**
  85    * Intended target of the PING, used primarily to check
  86    * that decryption actually worked.
  87    */
  88   struct GNUNET_PeerIdentity target;
  89
  90   /**
  91    * Random number chosen to make reply harder.
  92    */
  93   uint32_t challenge GNUNET_PACKED;
  94 };
  95
  96
  97 /**
  98  * Response to a PING.  Includes data from the original PING.
  99  */
 100 struct PongMessage
 101 {
 102   /**
 103    * Message type is CORE_PONG.
 104    */
 105   struct GNUNET_MessageHeader header;
 106
 107   /**
 108    * Seed for the IV
 109    */
 110   uint32_t iv_seed GNUNET_PACKED;
 111
 112   /**
 113    * Random number to make faking the reply harder.  Must be
 114    * first field after header (this is where we start to encrypt!).
 115    */
 116   uint32_t challenge GNUNET_PACKED;
 117
 118   /**
 119    * Reserved, always 'GNUNET_BANDWIDTH_VALUE_MAX'.
 120    */
 121   struct GNUNET_BANDWIDTH_Value32NBO reserved;
 122
 123   /**
 124    * Intended target of the PING, used primarily to check
 125    * that decryption actually worked.
 126    */
 127   struct GNUNET_PeerIdentity target;
 128 };
 129
 130
 131 /**
 132  * Message transmitted to set (or update) a session key.
 133  */
 134 struct SetKeyMessage
 135 {
 136
 137   /**
 138    * Message type is either CORE_SET_KEY.
 139    */
 140   struct GNUNET_MessageHeader header;
 141
 142   /**
 143    * Status of the sender (should be in "enum PeerStateMachine"), nbo.
 144    */
 145   int32_t sender_status GNUNET_PACKED;
 146
 147   /**
 148    * Purpose of the signature, will be
 149    * GNUNET_SIGNATURE_PURPOSE_SET_KEY.
 150    */
 151   struct GNUNET_CRYPTO_RsaSignaturePurpose purpose;
 152
 153   /**
 154    * At what time was this key created?
 155    */
 156   struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO creation_time;
 157
 158   /**
 159    * The encrypted session key.
 160    */
 161   struct GNUNET_CRYPTO_RsaEncryptedData encrypted_key;
 162
 163   /**
 164    * Who is the intended recipient?
 165    */
 166   struct GNUNET_PeerIdentity target;
 167
 168   /**
 169    * Signature of the stuff above (starting at purpose).
 170    */
 171   struct GNUNET_CRYPTO_RsaSignature signature;
 172
 173 };
 174
 175
 176 /**
 177  * Encapsulation for encrypted messages exchanged between
 178  * peers.  Followed by the actual encrypted data.
 179  */
 180 struct EncryptedMessage
 181 {
 182   /**
 183    * Message type is either CORE_ENCRYPTED_MESSAGE.
 184    */
 185   struct GNUNET_MessageHeader header;
 186
 187   /**
 188    * Random value used for IV generation.
 189    */
 190   uint32_t iv_seed GNUNET_PACKED;
 191
 192   /**
 193    * MAC of the encrypted message (starting at 'sequence_number'),
 194    * used to verify message integrity. Everything after this value
 195    * (excluding this value itself) will be encrypted and authenticated.
 196    * ENCRYPTED_HEADER_SIZE must be set to the offset of the *next* field.
 197    */
 198   GNUNET_HashCode hmac;
 199
 200   /**
 201    * Sequence number, in network byte order.  This field
 202    * must be the first encrypted/decrypted field
 203    */
 204   uint32_t sequence_number GNUNET_PACKED;
 205
 206   /**
 207    * Reserved, always 'GNUNET_BANDWIDTH_VALUE_MAX'.
 208    */
 209   struct GNUNET_BANDWIDTH_Value32NBO reserved;
 210
 211   /**
 212    * Timestamp.  Used to prevent reply of ancient messages
 213    * (recent messages are caught with the sequence number).
 214    */
 215   struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO timestamp;
 216
 217 };
 218 GNUNET_NETWORK_STRUCT_END
 219 /**
 220  * Number of bytes (at the beginning) of "struct EncryptedMessage"
 221  * that are NOT encrypted.
 222  */
 223 #define ENCRYPTED_HEADER_SIZE (offsetof(struct EncryptedMessage, sequence_number))
 224
 225
 226 /**
 227  * State machine for our P2P encryption handshake.  Everyone starts in
 228  * "DOWN", if we receive the other peer's key (other peer initiated)
 229  * we start in state RECEIVED (since we will immediately send our
 230  * own); otherwise we start in SENT.  If we get back a PONG from
 231  * within either state, we move up to CONFIRMED (the PONG will always
 232  * be sent back encrypted with the key we sent to the other peer).
 233  */
 234 enum KxStateMachine
 235 {
 236   /**
 237    * No handshake yet.
 238    */
 239   KX_STATE_DOWN,
 240
 241   /**
 242    * We've sent our session key.
 243    */
 244   KX_STATE_KEY_SENT,
 245
 246   /**
 247    * We've received the other peers session key.
 248    */
 249   KX_STATE_KEY_RECEIVED,
 250
 251   /**
 252    * The other peer has confirmed our session key with a message
 253    * encrypted with his session key (which we got).  Key exchange
 254    * is done.
 255    */
 256   KX_STATE_UP
 257 };
 258
 259
 260 /**
 261  * Information about the status of a key exchange with another peer.
 262  */
 263 struct GSC_KeyExchangeInfo
 264 {
 265   /**
 266    * Identity of the peer.
 267    */
 268   struct GNUNET_PeerIdentity peer;
 269
 270   /**
 271    * SetKeyMessage to transmit (initialized the first
 272    * time our status goes past 'KX_STATE_KEY_SENT').
 273    */
 274   struct SetKeyMessage skm;
 275
 276   /**
 277    * PING message we transmit to the other peer.
 278    */
 279   struct PingMessage ping;
 280
 281   /**
 282    * SetKeyMessage we received and did not process yet.
 283    */
 284   struct SetKeyMessage *skm_received;
 285
 286   /**
 287    * PING message we received from the other peer and
 288    * did not process yet (or NULL).
 289    */
 290   struct PingMessage *ping_received;
 291
 292   /**
 293    * PONG message we received from the other peer and
 294    * did not process yet (or NULL).
 295    */
 296   struct PongMessage *pong_received;
 297
 298   /**
 299    * Encrypted message we received from the other peer and
 300    * did not process yet (or NULL).
 301    */
 302   struct EncryptedMessage *emsg_received;
 303
 304   /**
 305    * Non-NULL if we are currently looking up HELLOs for this peer.
 306    * for this peer.
 307    */
 308   struct GNUNET_PEERINFO_IteratorContext *pitr;
 309
 310   /**
 311    * Public key of the neighbour, NULL if we don't have it yet.
 312    */
 313   struct GNUNET_CRYPTO_RsaPublicKeyBinaryEncoded *public_key;
 314
 315   /**
 316    * We received a PONG message before we got the "public_key"
 317    * (or the SET_KEY).  We keep it here until we have a key
 318    * to decrypt it.  NULL if no PONG is pending.
 319    */
 320   struct PongMessage *pending_pong;
 321
 322   /**
 323    * Key we use to encrypt our messages for the other peer
 324    * (initialized by us when we do the handshake).
 325    */
 326   struct GNUNET_CRYPTO_AesSessionKey encrypt_key;
 327
 328   /**
 329    * Key we use to decrypt messages from the other peer
 330    * (given to us by the other peer during the handshake).
 331    */
 332   struct GNUNET_CRYPTO_AesSessionKey decrypt_key;
 333
 334   /**
 335    * At what time did we generate our encryption key?
 336    */
 337   struct GNUNET_TIME_Absolute encrypt_key_created;
 338
 339   /**
 340    * At what time did the other peer generate the decryption key?
 341    */
 342   struct GNUNET_TIME_Absolute decrypt_key_created;
 343
 344   /**
 345    * When should the session time out (if there are no PONGs)?
 346    */
 347   struct GNUNET_TIME_Absolute timeout;
 348
 349   /**
 350    * At what frequency are we currently re-trying SET_KEY messages?
 351    */
 352   struct GNUNET_TIME_Relative set_key_retry_frequency;
 353
 354   /**
 355    * ID of task used for re-trying SET_KEY and PING message.
 356    */
 357   GNUNET_SCHEDULER_TaskIdentifier retry_set_key_task;
 358
 359   /**
 360    * ID of task used for sending keep-alive pings.
 361    */
 362   GNUNET_SCHEDULER_TaskIdentifier keep_alive_task;
 363
 364   /**
 365    * Bit map indicating which of the 32 sequence numbers before the last
 366    * were received (good for accepting out-of-order packets and
 367    * estimating reliability of the connection)
 368    */
 369   unsigned int last_packets_bitmap;
 370
 371   /**
 372    * last sequence number received on this connection (highest)
 373    */
 374   uint32_t last_sequence_number_received;
 375
 376   /**
 377    * last sequence number transmitted
 378    */
 379   uint32_t last_sequence_number_sent;
 380
 381   /**
 382    * What was our PING challenge number (for this peer)?
 383    */
 384   uint32_t ping_challenge;
 385
 386   /**
 387    * What is our connection status?
 388    */
 389   enum KxStateMachine status;
 390
 391 };
 392
 393
 394
 395 /**
 396  * Handle to peerinfo service.
 397  */
 398 static struct GNUNET_PEERINFO_Handle *peerinfo;
 399
 400 /**
 401  * Our private key.
 402  */
 403 static struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey *my_private_key;
 404
 405 /**
 406  * Our public key.
 407  */
 408 static struct GNUNET_CRYPTO_RsaPublicKeyBinaryEncoded my_public_key;
 409
 410 /**
 411  * Our message stream tokenizer (for encrypted payload).
 412  */
 413 static struct GNUNET_SERVER_MessageStreamTokenizer *mst;
 414
 415
 416
 417 /**
 418  * Derive an authentication key from "set key" information
 419  */
 420 static void
 421 derive_auth_key (struct GNUNET_CRYPTO_AuthKey *akey,
 422                  const struct GNUNET_CRYPTO_AesSessionKey *skey, uint32_t seed,
 423                  struct GNUNET_TIME_Absolute creation_time)
 424 {
 425   static const char ctx[] = "authentication key";
 426   struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO ctbe;
 427
 428
 429   ctbe = GNUNET_TIME_absolute_hton (creation_time);
 430   GNUNET_CRYPTO_hmac_derive_key (akey, skey, &seed, sizeof (seed), &skey->key,
 431                                  sizeof (skey->key), &ctbe, sizeof (ctbe), ctx,
 432                                  sizeof (ctx), NULL);
 433 }
 434
 435
 436 /**
 437  * Derive an IV from packet information
 438  */
 439 static void
 440 derive_iv (struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector *iv,
 441            const struct GNUNET_CRYPTO_AesSessionKey *skey, uint32_t seed,
 442            const struct GNUNET_PeerIdentity *identity)
 443 {
 444   static const char ctx[] = "initialization vector";
 445
 446   GNUNET_CRYPTO_aes_derive_iv (iv, skey, &seed, sizeof (seed),
 447                                &identity->hashPubKey.bits,
 448                                sizeof (identity->hashPubKey.bits), ctx,
 449                                sizeof (ctx), NULL);
 450 }
 451
 452 /**
 453  * Derive an IV from pong packet information
 454  */
 455 static void
 456 derive_pong_iv (struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector *iv,
 457                 const struct GNUNET_CRYPTO_AesSessionKey *skey, uint32_t seed,
 458                 uint32_t challenge, const struct GNUNET_PeerIdentity *identity)
 459 {
 460   static const char ctx[] = "pong initialization vector";
 461
 462   GNUNET_CRYPTO_aes_derive_iv (iv, skey, &seed, sizeof (seed),
 463                                &identity->hashPubKey.bits,
 464                                sizeof (identity->hashPubKey.bits), &challenge,
 465                                sizeof (challenge), ctx, sizeof (ctx), NULL);
 466 }
 467
 468
 469 /**
 470  * Encrypt size bytes from in and write the result to out.  Use the
 471  * key for outbound traffic of the given neighbour.
 472  *
 473  * @param kx key information context
 474  * @param iv initialization vector to use
 475  * @param in ciphertext
 476  * @param out plaintext
 477  * @param size size of in/out
 478  * @return GNUNET_OK on success
 479  */
 480 static int
 481 do_encrypt (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
 482             const struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector *iv,
 483             const void *in, void *out, size_t size)
 484 {
 485   if (size != (uint16_t) size)
 486   {
 487     GNUNET_break (0);
 488     return GNUNET_NO;
 489   }
 490   GNUNET_assert (size ==
 491                  GNUNET_CRYPTO_aes_encrypt (in, (uint16_t) size,
 492                                             &kx->encrypt_key, iv, out));
 493   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats, gettext_noop ("# bytes encrypted"), size,
 494                             GNUNET_NO);
 495 #if DEBUG_CORE > 2
 496   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 497               "Encrypted %u bytes for `%4s' using key %u, IV %u\n",
 498               (unsigned int) size, GNUNET_i2s (&kx->peer),
 499               (unsigned int) kx->encrypt_key.crc32, GNUNET_CRYPTO_crc32_n (iv,
 500                                                                            sizeof
 501                                                                            (iv)));
 502 #endif
 503   return GNUNET_OK;
 504 }
 505
 506
 507
 508
 509 /**
 510  * Decrypt size bytes from in and write the result to out.  Use the
 511  * key for inbound traffic of the given neighbour.  This function does
 512  * NOT do any integrity-checks on the result.
 513  *
 514  * @param kx key information context
 515  * @param iv initialization vector to use
 516  * @param in ciphertext
 517  * @param out plaintext
 518  * @param size size of in/out
 519  * @return GNUNET_OK on success
 520  */
 521 static int
 522 do_decrypt (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
 523             const struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector *iv,
 524             const void *in, void *out, size_t size)
 525 {
 526   if (size != (uint16_t) size)
 527   {
 528     GNUNET_break (0);
 529     return GNUNET_NO;
 530   }
 531   if ((kx->status != KX_STATE_KEY_RECEIVED) && (kx->status != KX_STATE_UP))
 532   {
 533     GNUNET_break_op (0);
 534     return GNUNET_SYSERR;
 535   }
 536   if (size !=
 537       GNUNET_CRYPTO_aes_decrypt (in, (uint16_t) size, &kx->decrypt_key, iv,
 538                                  out))
 539   {
 540     GNUNET_break (0);
 541     return GNUNET_SYSERR;
 542   }
 543   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats, gettext_noop ("# bytes decrypted"), size,
 544                             GNUNET_NO);
 545 #if DEBUG_CORE > 1
 546   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 547               "Decrypted %u bytes from `%4s' using key %u, IV %u\n",
 548               (unsigned int) size, GNUNET_i2s (&kx->peer),
 549               (unsigned int) kx->decrypt_key.crc32, GNUNET_CRYPTO_crc32_n (iv,
 550                                                                            sizeof
 551                                                                            (*iv)));
 552 #endif
 553   return GNUNET_OK;
 554 }
 555
 556
 557 /**
 558  * Send our key (and encrypted PING) to the other peer.
 559  *
 560  * @param kx key exchange context
 561  */
 562 static void
 563 send_key (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx);
 564
 565
 566 /**
 567  * Task that will retry "send_key" if our previous attempt failed.
 568  *
 569  * @param cls our 'struct GSC_KeyExchangeInfo'
 570  * @param tc scheduler context
 571  */
 572 static void
 573 set_key_retry_task (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
 574 {
 575   struct GSC_KeyExchangeInfo *kx = cls;
 576
 577   kx->retry_set_key_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
 578   kx->set_key_retry_frequency =
 579       GNUNET_TIME_relative_multiply (kx->set_key_retry_frequency, 2);
 580   send_key (kx);
 581 }
 582
 583
 584 /**
 585  * PEERINFO is giving us a HELLO for a peer.  Add the public key to
 586  * the neighbour's struct and continue with the key exchange.  Or, if
 587  * we did not get a HELLO, just do nothing.
 588  *
 589  * @param cls the 'struct GSC_KeyExchangeInfo' to retry sending the key for
 590  * @param peer the peer for which this is the HELLO
 591  * @param hello HELLO message of that peer
 592  * @param err_msg NULL if successful, otherwise contains error message
 593  */
 594 static void
 595 process_hello (void *cls, const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
 596                const struct GNUNET_HELLO_Message *hello, const char *err_msg)
 597 {
 598   struct GSC_KeyExchangeInfo *kx = cls;
 599   struct SetKeyMessage *skm;
 600
 601   if (err_msg != NULL)
 602   {
 603     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 604                 _("Error in communication with PEERINFO service\n"));
 605     kx->pitr = NULL;
 606     kx->retry_set_key_task =
 607         GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (kx->set_key_retry_frequency,
 608                                       &set_key_retry_task, kx);
 609     return;
 610   }
 611   if (peer == NULL)
 612   {
 613     kx->pitr = NULL;
 614     if (kx->public_key != NULL)
 615       return;                   /* done here */
 616 #if DEBUG_CORE
 617     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 618                 "Failed to obtain public key for peer `%4s', delaying processing of SET_KEY\n",
 619                 GNUNET_i2s (&kx->peer));
 620 #endif
 621     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
 622                               gettext_noop
 623                               ("# Delayed connecting due to lack of public key"),
 624                               1, GNUNET_NO);
 625     kx->retry_set_key_task =
 626         GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (kx->set_key_retry_frequency,
 627                                       &set_key_retry_task, kx);
 628     return;
 629   }
 630   if (kx->public_key != NULL)
 631   {
 632     /* already have public key, why are we here? */
 633     GNUNET_break (0);
 634     return;
 635   }
 636   GNUNET_assert (GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK == kx->retry_set_key_task);
 637   kx->public_key =
 638       GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_RsaPublicKeyBinaryEncoded));
 639   if (GNUNET_OK != GNUNET_HELLO_get_key (hello, kx->public_key))
 640   {
 641     GNUNET_break (0);
 642     GNUNET_free (kx->public_key);
 643     kx->public_key = NULL;
 644     return;
 645   }
 646   send_key (kx);
 647   if (NULL != kx->skm_received)
 648   {
 649     skm = kx->skm_received;
 650     kx->skm_received = NULL;
 651     GSC_KX_handle_set_key (kx, &skm->header);
 652     GNUNET_free (skm);
 653   }
 654 }
 655
 656
 657 /**
 658  * Start the key exchange with the given peer.
 659  *
 660  * @param pid identity of the peer to do a key exchange with
 661  * @return key exchange information context
 662  */
 663 struct GSC_KeyExchangeInfo *
 664 GSC_KX_start (const struct GNUNET_PeerIdentity *pid)
 665 {
 666   struct GSC_KeyExchangeInfo *kx;
 667
 668 #if DEBUG_CORE
 669   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Initiating key exchange with `%s'\n",
 670               GNUNET_i2s (pid));
 671 #endif
 672   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
 673                             gettext_noop ("# key exchanges initiated"), 1,
 674                             GNUNET_NO);
 675   kx = GNUNET_malloc (sizeof (struct GSC_KeyExchangeInfo));
 676   kx->peer = *pid;
 677   kx->set_key_retry_frequency = INITIAL_SET_KEY_RETRY_FREQUENCY;
 678   kx->pitr =
 679       GNUNET_PEERINFO_iterate (peerinfo, pid,
 680                                GNUNET_TIME_UNIT_FOREVER_REL /* timeout? */ ,
 681                                &process_hello, kx);
 682   return kx;
 683 }
 684
 685
 686 /**
 687  * Stop key exchange with the given peer.  Clean up key material.
 688  *
 689  * @param kx key exchange to stop
 690  */
 691 void
 692 GSC_KX_stop (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx)
 693 {
 694   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats, gettext_noop ("# key exchanges stopped"),
 695                             1, GNUNET_NO);
 696   if (kx->pitr != NULL)
 697   {
 698     GNUNET_PEERINFO_iterate_cancel (kx->pitr);
 699     kx->pitr = NULL;
 700   }
 701   if (kx->retry_set_key_task != GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK)
 702   {
 703     GNUNET_SCHEDULER_cancel (kx->retry_set_key_task);
 704     kx->retry_set_key_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
 705   }
 706   if (kx->keep_alive_task != GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK)
 707   {
 708     GNUNET_SCHEDULER_cancel (kx->keep_alive_task);
 709     kx->keep_alive_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
 710   }
 711   GNUNET_free_non_null (kx->skm_received);
 712   GNUNET_free_non_null (kx->ping_received);
 713   GNUNET_free_non_null (kx->pong_received);
 714   GNUNET_free_non_null (kx->emsg_received);
 715   GNUNET_free_non_null (kx->public_key);
 716   GNUNET_free (kx);
 717 }
 718
 719
 720 /**
 721  * We received a SET_KEY message.  Validate and update
 722  * our key material and status.
 723  *
 724  * @param kx key exchange status for the corresponding peer
 725  * @param msg the set key message we received
 726  */
 727 void
 728 GSC_KX_handle_set_key (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
 729                        const struct GNUNET_MessageHeader *msg)
 730 {
 731   const struct SetKeyMessage *m;
 732   struct GNUNET_TIME_Absolute t;
 733   struct GNUNET_CRYPTO_AesSessionKey k;
 734   struct PingMessage *ping;
 735   struct PongMessage *pong;
 736   enum KxStateMachine sender_status;
 737   uint16_t size;
 738
 739   size = ntohs (msg->size);
 740   if (size != sizeof (struct SetKeyMessage))
 741   {
 742     GNUNET_break_op (0);
 743     return;
 744   }
 745   m = (const struct SetKeyMessage *) msg;
 746   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats, gettext_noop ("# session keys received"),
 747                             1, GNUNET_NO);
 748
 749 #if DEBUG_CORE
 750   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 751               "Core service receives `%s' request from `%4s'.\n", "SET_KEY",
 752               GNUNET_i2s (&kx->peer));
 753 #endif
 754   if (kx->public_key == NULL)
 755   {
 756     GNUNET_free_non_null (kx->skm_received);
 757     kx->skm_received = (struct SetKeyMessage *) GNUNET_copy_message (msg);
 758     return;
 759   }
 760   if (0 !=
 761       memcmp (&m->target, &GSC_my_identity,
 762               sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity)))
 763   {
 764     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 765                 _("`%s' is for `%s', not for me.  Ignoring.\n"), "SET_KEY",
 766                 GNUNET_i2s (&m->target));
 767     return;
 768   }
 769   if ((ntohl (m->purpose.size) !=
 770        sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_RsaSignaturePurpose) +
 771        sizeof (struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO) +
 772        sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_RsaEncryptedData) +
 773        sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity)) ||
 774       (GNUNET_OK !=
 775        GNUNET_CRYPTO_rsa_verify (GNUNET_SIGNATURE_PURPOSE_SET_KEY, &m->purpose,
 776                                  &m->signature, kx->public_key)))
 777   {
 778     /* invalid signature */
 779     GNUNET_break_op (0);
 780     return;
 781   }
 782   t = GNUNET_TIME_absolute_ntoh (m->creation_time);
 783   if (((kx->status == KX_STATE_KEY_RECEIVED) || (kx->status == KX_STATE_UP)) &&
 784       (t.abs_value < kx->decrypt_key_created.abs_value))
 785   {
 786     /* this could rarely happen due to massive re-ordering of
 787      * messages on the network level, but is most likely either
 788      * a bug or some adversary messing with us.  Report. */
 789     GNUNET_break_op (0);
 790     return;
 791   }
 792   if ((GNUNET_CRYPTO_rsa_decrypt
 793        (my_private_key, &m->encrypted_key, &k,
 794         sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_AesSessionKey)) !=
 795        sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_AesSessionKey)) ||
 796       (GNUNET_OK != GNUNET_CRYPTO_aes_check_session_key (&k)))
 797   {
 798     /* failed to decrypt !? */
 799     GNUNET_break_op (0);
 800     return;
 801   }
 802   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
 803                             gettext_noop ("# SET_KEY messages decrypted"), 1,
 804                             GNUNET_NO);
 805 #if DEBUG_CORE
 806   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Received SET_KEY from `%s'\n",
 807               GNUNET_i2s (&kx->peer));
 808 #endif
 809   kx->decrypt_key = k;
 810   if (kx->decrypt_key_created.abs_value != t.abs_value)
 811   {
 812     /* fresh key, reset sequence numbers */
 813     kx->last_sequence_number_received = 0;
 814     kx->last_packets_bitmap = 0;
 815     kx->decrypt_key_created = t;
 816   }
 817   sender_status = (enum KxStateMachine) ntohl (m->sender_status);
 818
 819   switch (kx->status)
 820   {
 821   case KX_STATE_DOWN:
 822     kx->status = KX_STATE_KEY_RECEIVED;
 823     /* we're not up, so we are already doing 'send_key' */
 824     break;
 825   case KX_STATE_KEY_SENT:
 826     kx->status = KX_STATE_KEY_RECEIVED;
 827     /* we're not up, so we are already doing 'send_key' */
 828     break;
 829   case KX_STATE_KEY_RECEIVED:
 830     /* we're not up, so we are already doing 'send_key' */
 831     break;
 832   case KX_STATE_UP:
 833     if ((sender_status == KX_STATE_DOWN) ||
 834         (sender_status == KX_STATE_KEY_SENT))
 835       send_key (kx);            /* we are up, but other peer is not! */
 836     break;
 837   default:
 838     GNUNET_break (0);
 839     break;
 840   }
 841   if (kx->ping_received != NULL)
 842   {
 843     ping = kx->ping_received;
 844     kx->ping_received = NULL;
 845     GSC_KX_handle_ping (kx, &ping->header);
 846     GNUNET_free (ping);
 847   }
 848   if (kx->pong_received != NULL)
 849   {
 850     pong = kx->pong_received;
 851     kx->pong_received = NULL;
 852     GSC_KX_handle_pong (kx, &pong->header);
 853     GNUNET_free (pong);
 854   }
 855 }
 856
 857
 858 /**
 859  * We received a PING message.  Validate and transmit
 860  * a PONG message.
 861  *
 862  * @param kx key exchange status for the corresponding peer
 863  * @param msg the encrypted PING message itself
 864  */
 865 void
 866 GSC_KX_handle_ping (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
 867                     const struct GNUNET_MessageHeader *msg)
 868 {
 869   const struct PingMessage *m;
 870   struct PingMessage t;
 871   struct PongMessage tx;
 872   struct PongMessage tp;
 873   struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector iv;
 874   uint16_t msize;
 875
 876   msize = ntohs (msg->size);
 877   if (msize != sizeof (struct PingMessage))
 878   {
 879     GNUNET_break_op (0);
 880     return;
 881   }
 882   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
 883                             gettext_noop ("# PING messages received"), 1,
 884                             GNUNET_NO);
 885   if ((kx->status != KX_STATE_KEY_RECEIVED) && (kx->status != KX_STATE_UP))
 886   {
 887     /* defer */
 888     GNUNET_free_non_null (kx->ping_received);
 889     kx->ping_received = (struct PingMessage *) GNUNET_copy_message (msg);
 890     return;
 891   }
 892   m = (const struct PingMessage *) msg;
 893 #if DEBUG_CORE
 894   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 895               "Core service receives `%s' request from `%4s'.\n", "PING",
 896               GNUNET_i2s (&kx->peer));
 897 #endif
 898   derive_iv (&iv, &kx->decrypt_key, m->iv_seed, &GSC_my_identity);
 899   if (GNUNET_OK !=
 900       do_decrypt (kx, &iv, &m->target, &t.target,
 901                   sizeof (struct PingMessage) - ((void *) &m->target -
 902                                                  (void *) m)))
 903   {
 904     GNUNET_break_op (0);
 905     return;
 906   }
 907   if (0 !=
 908       memcmp (&t.target, &GSC_my_identity, sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity)))
 909   {
 910     char sender[9];
 911     char peer[9];
 912
 913     GNUNET_snprintf (sender, sizeof (sender), "%8s", GNUNET_i2s (&kx->peer));
 914     GNUNET_snprintf (peer, sizeof (peer), "%8s", GNUNET_i2s (&t.target));
 915     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 916                 _
 917                 ("Received PING from `%s' for different identity: I am `%s', PONG identity: `%s'\n"),
 918                 sender, GNUNET_i2s (&GSC_my_identity), peer);
 919     GNUNET_break_op (0);
 920     return;
 921   }
 922 #if DEBUG_CORE
 923   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Received PING from `%s'\n",
 924               GNUNET_i2s (&kx->peer));
 925 #endif
 926   /* construct PONG */
 927   tx.reserved = GNUNET_BANDWIDTH_VALUE_MAX;
 928   tx.challenge = t.challenge;
 929   tx.target = t.target;
 930   tp.header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_PONG);
 931   tp.header.size = htons (sizeof (struct PongMessage));
 932   tp.iv_seed =
 933       GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE, UINT32_MAX);
 934   derive_pong_iv (&iv, &kx->encrypt_key, tp.iv_seed, t.challenge, &kx->peer);
 935   do_encrypt (kx, &iv, &tx.challenge, &tp.challenge,
 936               sizeof (struct PongMessage) - ((void *) &tp.challenge -
 937                                              (void *) &tp));
 938   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats, gettext_noop ("# PONG messages created"),
 939                             1, GNUNET_NO);
 940   GSC_NEIGHBOURS_transmit (&kx->peer, &tp.header,
 941                            GNUNET_TIME_UNIT_FOREVER_REL /* FIXME: timeout */ );
 942 }
 943
 944
 945 /**
 946  * Create a fresh SET KEY message for transmission to the other peer.
 947  * Also creates a new key.
 948  *
 949  * @param kx key exchange context to create SET KEY message for
 950  */
 951 static void
 952 setup_fresh_setkey (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx)
 953 {
 954   struct SetKeyMessage *skm;
 955
 956   GNUNET_CRYPTO_aes_create_session_key (&kx->encrypt_key);
 957   kx->encrypt_key_created = GNUNET_TIME_absolute_get ();
 958   skm = &kx->skm;
 959   skm->header.size = htons (sizeof (struct SetKeyMessage));
 960   skm->header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_SET_KEY);
 961   skm->purpose.size =
 962       htonl (sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_RsaSignaturePurpose) +
 963              sizeof (struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO) +
 964              sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_RsaEncryptedData) +
 965              sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity));
 966   skm->purpose.purpose = htonl (GNUNET_SIGNATURE_PURPOSE_SET_KEY);
 967   skm->creation_time = GNUNET_TIME_absolute_hton (kx->encrypt_key_created);
 968   skm->target = kx->peer;
 969   GNUNET_assert (GNUNET_OK ==
 970                  GNUNET_CRYPTO_rsa_encrypt (&kx->encrypt_key,
 971                                             sizeof (struct
 972                                                     GNUNET_CRYPTO_AesSessionKey),
 973                                             kx->public_key,
 974                                             &skm->encrypted_key));
 975   GNUNET_assert (GNUNET_OK ==
 976                  GNUNET_CRYPTO_rsa_sign (my_private_key, &skm->purpose,
 977                                          &skm->signature));
 978 }
 979
 980
 981 /**
 982  * Create a fresh PING message for transmission to the other peer.
 983  *
 984  * @param kx key exchange context to create PING for
 985  */
 986 static void
 987 setup_fresh_ping (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx)
 988 {
 989   struct PingMessage pp;
 990   struct PingMessage *pm;
 991   struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector iv;
 992
 993   pm = &kx->ping;
 994   pm->header.size = htons (sizeof (struct PingMessage));
 995   pm->header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_PING);
 996   pm->iv_seed =
 997       GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE, UINT32_MAX);
 998   derive_iv (&iv, &kx->encrypt_key, pm->iv_seed, &kx->peer);
 999   pp.challenge = kx->ping_challenge;
1000   pp.target = kx->peer;
1001   do_encrypt (kx, &iv, &pp.target, &pm->target,
1002               sizeof (struct PingMessage) - ((void *) &pm->target -
1003                                              (void *) pm));
1004 }
1005
1006
1007 /**
1008  * Task triggered when a neighbour entry is about to time out
1009  * (and we should prevent this by sending a PING).
1010  *
1011  * @param cls the 'struct GSC_KeyExchangeInfo'
1012  * @param tc scheduler context (not used)
1013  */
1014 static void
1015 send_keep_alive (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
1016 {
1017   struct GSC_KeyExchangeInfo *kx = cls;
1018   struct GNUNET_TIME_Relative retry;
1019   struct GNUNET_TIME_Relative left;
1020
1021   kx->keep_alive_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
1022   left = GNUNET_TIME_absolute_get_remaining (kx->timeout);
1023   if (left.rel_value == 0)
1024   {
1025     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1026                               gettext_noop ("# sessions terminated by timeout"),
1027                               1, GNUNET_NO);
1028     GSC_SESSIONS_end (&kx->peer);
1029     kx->status = KX_STATE_DOWN;
1030     return;
1031   }
1032 #if DEBUG_CORE
1033   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Sending KEEPALIVE to `%s'\n",
1034               GNUNET_i2s (&kx->peer));
1035 #endif
1036   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1037                             gettext_noop ("# keepalive messages sent"), 1,
1038                             GNUNET_NO);
1039   setup_fresh_ping (kx);
1040   GSC_NEIGHBOURS_transmit (&kx->peer, &kx->ping.header,
1041                            kx->set_key_retry_frequency);
1042   retry =
1043       GNUNET_TIME_relative_max (GNUNET_TIME_relative_divide (left, 2),
1044                                 MIN_PING_FREQUENCY);
1045   kx->keep_alive_task =
1046       GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (retry, &send_keep_alive, kx);
1047 }
1048
1049
1050 /**
1051  * We've seen a valid message from the other peer.
1052  * Update the time when the session would time out
1053  * and delay sending our keep alive message further.
1054  *
1055  * @param kx key exchange where we saw activity
1056  */
1057 static void
1058 update_timeout (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx)
1059 {
1060   kx->timeout =
1061       GNUNET_TIME_relative_to_absolute
1062       (GNUNET_CONSTANTS_IDLE_CONNECTION_TIMEOUT);
1063   if (kx->keep_alive_task != GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK)
1064     GNUNET_SCHEDULER_cancel (kx->keep_alive_task);
1065   kx->keep_alive_task =
1066       GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (GNUNET_TIME_relative_divide
1067                                     (GNUNET_CONSTANTS_IDLE_CONNECTION_TIMEOUT,
1068                                      2), &send_keep_alive, kx);
1069 }
1070
1071
1072 /**
1073  * We received a PONG message.  Validate and update our status.
1074  *
1075  * @param kx key exchange context for the the PONG
1076  * @param msg the encrypted PONG message itself
1077  */
1078 void
1079 GSC_KX_handle_pong (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
1080                     const struct GNUNET_MessageHeader *msg)
1081 {
1082   const struct PongMessage *m;
1083   struct PongMessage t;
1084   struct EncryptedMessage *emsg;
1085   struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector iv;
1086   uint16_t msize;
1087
1088   msize = ntohs (msg->size);
1089   if (msize != sizeof (struct PongMessage))
1090   {
1091     GNUNET_break_op (0);
1092     return;
1093   }
1094   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1095                             gettext_noop ("# PONG messages received"), 1,
1096                             GNUNET_NO);
1097   if ((kx->status != KX_STATE_KEY_RECEIVED) && (kx->status != KX_STATE_UP))
1098   {
1099     if (kx->status == KX_STATE_KEY_SENT)
1100     {
1101       GNUNET_free_non_null (kx->pong_received);
1102       kx->pong_received = (struct PongMessage *) GNUNET_copy_message (msg);
1103     }
1104     return;
1105   }
1106   m = (const struct PongMessage *) msg;
1107 #if DEBUG_HANDSHAKE
1108   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1109               "Core service receives `%s' response from `%4s'.\n", "PONG",
1110               GNUNET_i2s (&kx->peer));
1111 #endif
1112   /* mark as garbage, just to be sure */
1113   memset (&t, 255, sizeof (t));
1114   derive_pong_iv (&iv, &kx->decrypt_key, m->iv_seed, kx->ping_challenge,
1115                   &GSC_my_identity);
1116   if (GNUNET_OK !=
1117       do_decrypt (kx, &iv, &m->challenge, &t.challenge,
1118                   sizeof (struct PongMessage) - ((void *) &m->challenge -
1119                                                  (void *) m)))
1120   {
1121     GNUNET_break_op (0);
1122     return;
1123   }
1124   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1125                             gettext_noop ("# PONG messages decrypted"), 1,
1126                             GNUNET_NO);
1127   if ((0 != memcmp (&t.target, &kx->peer, sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity)))
1128       || (kx->ping_challenge != t.challenge))
1129   {
1130     /* PONG malformed */
1131 #if DEBUG_CORE
1132     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1133                 "Received malformed `%s' wanted sender `%4s' with challenge %u\n",
1134                 "PONG", GNUNET_i2s (&kx->peer),
1135                 (unsigned int) kx->ping_challenge);
1136     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1137                 "Received malformed `%s' received from `%4s' with challenge %u\n",
1138                 "PONG", GNUNET_i2s (&t.target), (unsigned int) t.challenge);
1139 #endif
1140     return;
1141   }
1142 #if DEBUG_CORE
1143   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Received PONG from `%s'\n",
1144               GNUNET_i2s (&kx->peer));
1145 #endif
1146   switch (kx->status)
1147   {
1148   case KX_STATE_DOWN:
1149     GNUNET_break (0);           /* should be impossible */
1150     return;
1151   case KX_STATE_KEY_SENT:
1152     GNUNET_break (0);           /* should be impossible */
1153     return;
1154   case KX_STATE_KEY_RECEIVED:
1155     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1156                               gettext_noop
1157                               ("# session keys confirmed via PONG"), 1,
1158                               GNUNET_NO);
1159     kx->status = KX_STATE_UP;
1160     GSC_SESSIONS_create (&kx->peer, kx);
1161     if (GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK != kx->retry_set_key_task)
1162     {
1163       GNUNET_SCHEDULER_cancel (kx->retry_set_key_task);
1164       kx->retry_set_key_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
1165     }
1166     GNUNET_assert (kx->keep_alive_task == GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK);
1167     if (kx->emsg_received != NULL)
1168     {
1169       emsg = kx->emsg_received;
1170       kx->emsg_received = NULL;
1171       GSC_KX_handle_encrypted_message (kx, &emsg->header, NULL,
1172                                        0 /* FIXME: ATSI */ );
1173       GNUNET_free (emsg);
1174     }
1175     update_timeout (kx);
1176     break;
1177   case KX_STATE_UP:
1178     update_timeout (kx);
1179     break;
1180   default:
1181     GNUNET_break (0);
1182     break;
1183   }
1184 }
1185
1186
1187 /**
1188  * Send our key (and encrypted PING) to the other peer.
1189  *
1190  * @param kx key exchange context
1191  */
1192 static void
1193 send_key (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx)
1194 {
1195   GNUNET_assert (kx->retry_set_key_task == GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK);
1196   if (KX_STATE_UP == kx->status)
1197     return;                     /* nothing to do */
1198   if (kx->public_key == NULL)
1199   {
1200     /* lookup public key, then try again */
1201 #if DEBUG_CORE
1202     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1203                 "Trying to obtain public key for `%s'\n",
1204                 GNUNET_i2s (&kx->peer));
1205 #endif
1206     kx->pitr =
1207         GNUNET_PEERINFO_iterate (peerinfo, &kx->peer,
1208                                  GNUNET_TIME_UNIT_FOREVER_REL /* timeout? */ ,
1209                                  &process_hello, kx);
1210     return;
1211   }
1212
1213   /* update status */
1214   switch (kx->status)
1215   {
1216   case KX_STATE_DOWN:
1217     kx->status = KX_STATE_KEY_SENT;
1218     /* setup SET KEY message */
1219     setup_fresh_setkey (kx);
1220     setup_fresh_ping (kx);
1221     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1222                               gettext_noop
1223                               ("# SET_KEY and PING messages created"), 1,
1224                               GNUNET_NO);
1225     break;
1226   case KX_STATE_KEY_SENT:
1227     break;
1228   case KX_STATE_KEY_RECEIVED:
1229     break;
1230   case KX_STATE_UP:
1231     GNUNET_break (0);
1232     return;
1233   default:
1234     GNUNET_break (0);
1235     return;
1236   }
1237
1238   /* always update sender status in SET KEY message */
1239   kx->skm.sender_status = htonl ((int32_t) kx->status);
1240 #if DEBUG_CORE
1241   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Sending SET_KEY and PING to `%s'\n",
1242               GNUNET_i2s (&kx->peer));
1243 #endif
1244   GSC_NEIGHBOURS_transmit (&kx->peer, &kx->skm.header,
1245                            kx->set_key_retry_frequency);
1246   GSC_NEIGHBOURS_transmit (&kx->peer, &kx->ping.header,
1247                            kx->set_key_retry_frequency);
1248   kx->retry_set_key_task =
1249       GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (kx->set_key_retry_frequency,
1250                                     &set_key_retry_task, kx);
1251 }
1252
1253
1254 /**
1255  * Encrypt and transmit a message with the given payload.
1256  *
1257  * @param kx key exchange context
1258  * @param payload payload of the message
1259  * @param payload_size number of bytes in 'payload'
1260  */
1261 void
1262 GSC_KX_encrypt_and_transmit (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
1263                              const void *payload, size_t payload_size)
1264 {
1265   size_t used = payload_size + sizeof (struct EncryptedMessage);
1266   char pbuf[used];              /* plaintext */
1267   char cbuf[used];              /* ciphertext */
1268   struct EncryptedMessage *em;  /* encrypted message */
1269   struct EncryptedMessage *ph;  /* plaintext header */
1270   struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector iv;
1271   struct GNUNET_CRYPTO_AuthKey auth_key;
1272
1273   ph = (struct EncryptedMessage *) pbuf;
1274   ph->iv_seed =
1275       htonl (GNUNET_CRYPTO_random_u32
1276              (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE, UINT32_MAX));
1277   ph->sequence_number = htonl (++kx->last_sequence_number_sent);
1278   ph->reserved = GNUNET_BANDWIDTH_VALUE_MAX;
1279   ph->timestamp = GNUNET_TIME_absolute_hton (GNUNET_TIME_absolute_get ());
1280   memcpy (&ph[1], payload, payload_size);
1281
1282   em = (struct EncryptedMessage *) cbuf;
1283   em->header.size = htons (used);
1284   em->header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_ENCRYPTED_MESSAGE);
1285   em->iv_seed = ph->iv_seed;
1286   derive_iv (&iv, &kx->encrypt_key, ph->iv_seed, &kx->peer);
1287   GNUNET_assert (GNUNET_OK ==
1288                  do_encrypt (kx, &iv, &ph->sequence_number,
1289                              &em->sequence_number,
1290                              used - ENCRYPTED_HEADER_SIZE));
1291 #if DEBUG_CORE
1292   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Encrypted %u bytes for %s\n",
1293               used - ENCRYPTED_HEADER_SIZE, GNUNET_i2s (&kx->peer));
1294 #endif
1295   derive_auth_key (&auth_key, &kx->encrypt_key, ph->iv_seed,
1296                    kx->encrypt_key_created);
1297   GNUNET_CRYPTO_hmac (&auth_key, &em->sequence_number,
1298                       used - ENCRYPTED_HEADER_SIZE, &em->hmac);
1299   GSC_NEIGHBOURS_transmit (&kx->peer, &em->header,
1300                            GNUNET_TIME_UNIT_FOREVER_REL);
1301 }
1302
1303
1304 /**
1305  * Closure for 'deliver_message'
1306  */
1307 struct DeliverMessageContext
1308 {
1309
1310   /**
1311    * Performance information for the connection.
1312    */
1313   const struct GNUNET_ATS_Information *atsi;
1314
1315   /**
1316    * Sender of the message.
1317    */
1318   const struct GNUNET_PeerIdentity *peer;
1319
1320   /**
1321    * Number of entries in 'atsi' array.
1322    */
1323   uint32_t atsi_count;
1324 };
1325
1326
1327 /**
1328  * We received an encrypted message.  Decrypt, validate and
1329  * pass on to the appropriate clients.
1330  *
1331  * @param kx key exchange context for encrypting the message
1332  * @param msg encrypted message
1333  * @param atsi performance data
1334  * @param atsi_count number of entries in ats (excluding 0-termination)
1335  */
1336 void
1337 GSC_KX_handle_encrypted_message (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
1338                                  const struct GNUNET_MessageHeader *msg,
1339                                  const struct GNUNET_ATS_Information *atsi,
1340                                  uint32_t atsi_count)
1341 {
1342   const struct EncryptedMessage *m;
1343   struct EncryptedMessage *pt;  /* plaintext */
1344   GNUNET_HashCode ph;
1345   uint32_t snum;
1346   struct GNUNET_TIME_Absolute t;
1347   struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector iv;
1348   struct GNUNET_CRYPTO_AuthKey auth_key;
1349   struct DeliverMessageContext dmc;
1350   uint16_t size = ntohs (msg->size);
1351   char buf[size];
1352
1353   if (size <
1354       sizeof (struct EncryptedMessage) + sizeof (struct GNUNET_MessageHeader))
1355   {
1356     GNUNET_break_op (0);
1357     return;
1358   }
1359   m = (const struct EncryptedMessage *) msg;
1360   if ((kx->status != KX_STATE_KEY_RECEIVED) && (kx->status != KX_STATE_UP))
1361   {
1362     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1363                               gettext_noop
1364                               ("# failed to decrypt message (no session key)"),
1365                               1, GNUNET_NO);
1366     return;
1367   }
1368   if (kx->status == KX_STATE_KEY_RECEIVED)
1369   {
1370     /* defer */
1371     GNUNET_free_non_null (kx->ping_received);
1372     kx->emsg_received = (struct EncryptedMessage *) GNUNET_copy_message (msg);
1373     return;
1374   }
1375   /* validate hash */
1376   derive_auth_key (&auth_key, &kx->decrypt_key, m->iv_seed,
1377                    kx->decrypt_key_created);
1378   GNUNET_CRYPTO_hmac (&auth_key, &m->sequence_number,
1379                       size - ENCRYPTED_HEADER_SIZE, &ph);
1380   if (0 != memcmp (&ph, &m->hmac, sizeof (GNUNET_HashCode)))
1381   {
1382     /* checksum failed */
1383     GNUNET_break_op (0);
1384     return;
1385   }
1386   derive_iv (&iv, &kx->decrypt_key, m->iv_seed, &GSC_my_identity);
1387   /* decrypt */
1388   if (GNUNET_OK !=
1389       do_decrypt (kx, &iv, &m->sequence_number, &buf[ENCRYPTED_HEADER_SIZE],
1390                   size - ENCRYPTED_HEADER_SIZE))
1391     return;
1392 #if DEBUG_CORE
1393   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Decrypted %u bytes from %s\n",
1394               size - ENCRYPTED_HEADER_SIZE, GNUNET_i2s (&kx->peer));
1395 #endif
1396   pt = (struct EncryptedMessage *) buf;
1397
1398   /* validate sequence number */
1399   snum = ntohl (pt->sequence_number);
1400   if (kx->last_sequence_number_received == snum)
1401   {
1402     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO,
1403                 "Received duplicate message, ignoring.\n");
1404     /* duplicate, ignore */
1405     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1406                               gettext_noop ("# bytes dropped (duplicates)"),
1407                               size, GNUNET_NO);
1408     return;
1409   }
1410   if ((kx->last_sequence_number_received > snum) &&
1411       (kx->last_sequence_number_received - snum > 32))
1412   {
1413     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO,
1414                 "Received ancient out of sequence message, ignoring.\n");
1415     /* ancient out of sequence, ignore */
1416     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1417                               gettext_noop
1418                               ("# bytes dropped (out of sequence)"), size,
1419                               GNUNET_NO);
1420     return;
1421   }
1422   if (kx->last_sequence_number_received > snum)
1423   {
1424     unsigned int rotbit = 1 << (kx->last_sequence_number_received - snum - 1);
1425
1426     if ((kx->last_packets_bitmap & rotbit) != 0)
1427     {
1428       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO,
1429                   "Received duplicate message, ignoring.\n");
1430       GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1431                                 gettext_noop ("# bytes dropped (duplicates)"),
1432                                 size, GNUNET_NO);
1433       /* duplicate, ignore */
1434       return;
1435     }
1436     kx->last_packets_bitmap |= rotbit;
1437   }
1438   if (kx->last_sequence_number_received < snum)
1439   {
1440     unsigned int shift = (snum - kx->last_sequence_number_received);
1441
1442     if (shift >= 8 * sizeof (kx->last_packets_bitmap))
1443       kx->last_packets_bitmap = 0;
1444     else
1445       kx->last_packets_bitmap <<= shift;
1446     kx->last_sequence_number_received = snum;
1447   }
1448
1449   /* check timestamp */
1450   t = GNUNET_TIME_absolute_ntoh (pt->timestamp);
1451   if (GNUNET_TIME_absolute_get_duration (t).rel_value >
1452       MAX_MESSAGE_AGE.rel_value)
1453   {
1454     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO,
1455                 _("Message received far too old (%llu ms). Content ignored.\n"),
1456                 GNUNET_TIME_absolute_get_duration (t).rel_value);
1457     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1458                               gettext_noop
1459                               ("# bytes dropped (ancient message)"), size,
1460                               GNUNET_NO);
1461     return;
1462   }
1463
1464   /* process decrypted message(s) */
1465   update_timeout (kx);
1466   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1467                             gettext_noop ("# bytes of payload decrypted"),
1468                             size - sizeof (struct EncryptedMessage), GNUNET_NO);
1469   dmc.atsi = atsi;
1470   dmc.atsi_count = atsi_count;
1471   dmc.peer = &kx->peer;
1472   if (GNUNET_OK !=
1473       GNUNET_SERVER_mst_receive (mst, &dmc,
1474                                  &buf[sizeof (struct EncryptedMessage)],
1475                                  size - sizeof (struct EncryptedMessage),
1476                                  GNUNET_YES, GNUNET_NO))
1477     GNUNET_break_op (0);
1478 }
1479
1480
1481 /**
1482  * Deliver P2P message to interested clients.
1483  * Invokes send twice, once for clients that want the full message, and once
1484  * for clients that only want the header
1485  *
1486  * @param cls always NULL
1487  * @param client who sent us the message (struct GSC_KeyExchangeInfo)
1488  * @param m the message
1489  */
1490 static void
1491 deliver_message (void *cls, void *client, const struct GNUNET_MessageHeader *m)
1492 {
1493   struct DeliverMessageContext *dmc = client;
1494
1495   switch (ntohs (m->type))
1496   {
1497   case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_BINARY_TYPE_MAP:
1498   case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_COMPRESSED_TYPE_MAP:
1499     GSC_SESSIONS_set_typemap (dmc->peer, m);
1500     return;
1501   default:
1502     GSC_CLIENTS_deliver_message (dmc->peer, dmc->atsi, dmc->atsi_count, m,
1503                                  ntohs (m->size),
1504                                  GNUNET_CORE_OPTION_SEND_FULL_INBOUND);
1505     GSC_CLIENTS_deliver_message (dmc->peer, dmc->atsi, dmc->atsi_count, m,
1506                                  sizeof (struct GNUNET_MessageHeader),
1507                                  GNUNET_CORE_OPTION_SEND_HDR_INBOUND);
1508   }
1509 }
1510
1511
1512 /**
1513  * Initialize KX subsystem.
1514  *
1515  * @return GNUNET_OK on success, GNUNET_SYSERR on failure
1516  */
1517 int
1518 GSC_KX_init ()
1519 {
1520   char *keyfile;
1521
1522   if (GNUNET_OK !=
1523       GNUNET_CONFIGURATION_get_value_filename (GSC_cfg, "GNUNETD", "HOSTKEY",
1524                                                &keyfile))
1525   {
1526     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
1527                 _
1528                 ("Core service is lacking HOSTKEY configuration setting.  Exiting.\n"));
1529     return GNUNET_SYSERR;
1530   }
1531   my_private_key = GNUNET_CRYPTO_rsa_key_create_from_file (keyfile);
1532   GNUNET_free (keyfile);
1533   if (my_private_key == NULL)
1534   {
1535     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
1536                 _("Core service could not access hostkey.  Exiting.\n"));
1537     return GNUNET_SYSERR;
1538   }
1539   GNUNET_CRYPTO_rsa_key_get_public (my_private_key, &my_public_key);
1540   GNUNET_CRYPTO_hash (&my_public_key, sizeof (my_public_key),
1541                       &GSC_my_identity.hashPubKey);
1542   peerinfo = GNUNET_PEERINFO_connect (GSC_cfg);
1543   if (NULL == peerinfo)
1544   {
1545     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
1546                 _("Could not access PEERINFO service.  Exiting.\n"));
1547     GNUNET_CRYPTO_rsa_key_free (my_private_key);
1548     my_private_key = NULL;
1549     return GNUNET_SYSERR;
1550   }
1551   mst = GNUNET_SERVER_mst_create (&deliver_message, NULL);
1552   return GNUNET_OK;
1553 }
1554
1555
1556 /**
1557  * Shutdown KX subsystem.
1558  */
1559 void
1560 GSC_KX_done ()
1561 {
1562   if (my_private_key != NULL)
1563   {
1564     GNUNET_CRYPTO_rsa_key_free (my_private_key);
1565     my_private_key = NULL;
1566   }
1567   if (peerinfo != NULL)
1568   {
1569     GNUNET_PEERINFO_disconnect (peerinfo);
1570     peerinfo = NULL;
1571   }
1572   if (mst != NULL)
1573   {
1574     GNUNET_SERVER_mst_destroy (mst);
1575     mst = NULL;
1576   }
1577 }
1578
1579 /* end of gnunet-service-core_kx.c */