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   send_key (kx);
 622 }
 623
 624
 625 /**
 626  * Create a fresh PING message for transmission to the other peer.
 627  *
 628  * @param kx key exchange context to create PING for
 629  */
 630 static void
 631 setup_fresh_ping (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx)
 632 {
 633   struct PingMessage pp;
 634   struct PingMessage *pm;
 635   struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector iv;
 636
 637   pm = &kx->ping;
 638   pm->header.size = htons (sizeof (struct PingMessage));
 639   pm->header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_PING);
 640   pm->iv_seed =
 641       GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE, UINT32_MAX);
 642   derive_iv (&iv, &kx->encrypt_key, pm->iv_seed, &kx->peer);
 643   pp.challenge = kx->ping_challenge;
 644   pp.target = kx->peer;
 645   do_encrypt (kx, &iv, &pp.target, &pm->target,
 646               sizeof (struct PingMessage) - ((void *) &pm->target -
 647                                              (void *) pm));
 648 }
 649
 650
 651 /**
 652  * Start the key exchange with the given peer.
 653  *
 654  * @param pid identity of the peer to do a key exchange with
 655  * @return key exchange information context
 656  */
 657 struct GSC_KeyExchangeInfo *
 658 GSC_KX_start (const struct GNUNET_PeerIdentity *pid)
 659 {
 660   struct GSC_KeyExchangeInfo *kx;
 661
 662   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 663               "Initiating key exchange with `%s'\n",
 664               GNUNET_i2s (pid));
 665   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
 666                             gettext_noop ("# key exchanges initiated"), 1,
 667                             GNUNET_NO);
 668   kx = GNUNET_malloc (sizeof (struct GSC_KeyExchangeInfo));
 669   kx->peer = *pid;
 670   kx->set_key_retry_frequency = INITIAL_SET_KEY_RETRY_FREQUENCY;
 671   GNUNET_CONTAINER_DLL_insert (kx_head,
 672                                kx_tail,
 673                                kx);
 674   if (0 < GNUNET_CRYPTO_hash_cmp (&pid->hashPubKey,
 675                                   &GSC_my_identity.hashPubKey))
 676   {
 677     /* peer with "lower" identity starts KX, otherwise we typically end up
 678        with both peers starting the exchange and transmit the 'set key'
 679        message twice */
 680     kx->status = KX_STATE_KEY_SENT;
 681     send_key (kx);
 682   }
 683   return kx;
 684 }
 685
 686
 687 /**
 688  * Stop key exchange with the given peer.  Clean up key material.
 689  *
 690  * @param kx key exchange to stop
 691  */
 692 void
 693 GSC_KX_stop (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx)
 694 {
 695   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats, gettext_noop ("# key exchanges stopped"),
 696                             1, GNUNET_NO);
 697   if (kx->retry_set_key_task != GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK)
 698   {
 699     GNUNET_SCHEDULER_cancel (kx->retry_set_key_task);
 700     kx->retry_set_key_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
 701   }
 702   if (kx->keep_alive_task != GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK)
 703   {
 704     GNUNET_SCHEDULER_cancel (kx->keep_alive_task);
 705     kx->keep_alive_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
 706   }
 707   GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (kx_head,
 708                                kx_tail,
 709                                kx);
 710   GNUNET_free (kx);
 711 }
 712
 713
 714 /**
 715  * Send our PING to the other peer.
 716  *
 717  * @param kx key exchange context
 718  */
 719 static void
 720 send_ping (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx)
 721 {
 722   GSC_NEIGHBOURS_transmit (&kx->peer, &kx->ping.header,
 723                            MIN_PING_FREQUENCY);
 724 }
 725
 726 /**
 727  * We received a SET_KEY message.  Validate and update
 728  * our key material and status.
 729  *
 730  * @param kx key exchange status for the corresponding peer
 731  * @param msg the set key message we received
 732  */
 733 void
 734 GSC_KX_handle_ephemeral_key (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
 735                              const struct GNUNET_MessageHeader *msg)
 736 {
 737   const struct EphemeralKeyMessage *m;
 738   struct GNUNET_TIME_Absolute start_t;
 739   struct GNUNET_TIME_Absolute end_t;
 740   struct GNUNET_TIME_Absolute now;
 741   struct GNUNET_PeerIdentity signer_id;
 742   enum KxStateMachine sender_status;
 743   uint16_t size;
 744   struct GNUNET_HashCode key_material;
 745
 746   size = ntohs (msg->size);
 747   if (sizeof (struct EphemeralKeyMessage) != size)
 748   {
 749     GNUNET_break_op (0);
 750     return;
 751   }
 752   m = (const struct EphemeralKeyMessage *) msg;
 753   end_t = GNUNET_TIME_absolute_ntoh (m->expiration_time);
 754   if ( ( (KX_STATE_KEY_RECEIVED == kx->status) ||
 755          (KX_STATE_UP == kx->status) ||
 756          (KX_STATE_REKEY_SENT == kx->status) ) &&
 757        (end_t.abs_value <= kx->foreign_key_expires.abs_value) )
 758   {
 759     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats, gettext_noop ("# old ephemeral keys ignored"),
 760                               1, GNUNET_NO);
 761     return;
 762   }
 763   start_t = GNUNET_TIME_absolute_ntoh (m->creation_time);
 764
 765   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats, gettext_noop ("# ephemeral keys received"),
 766                             1, GNUNET_NO);
 767
 768   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 769               "Core service receives `%s' request from `%4s'.\n", "EPHEMERAL_KEY",
 770               GNUNET_i2s (&kx->peer));
 771   GNUNET_CRYPTO_hash (&m->origin_public_key,
 772                       sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded),
 773                       &signer_id.hashPubKey);
 774   if (0 !=
 775       memcmp (&signer_id, &kx->peer,
 776               sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity)))
 777   {
 778     GNUNET_break_op (0);
 779     return;
 780   }
 781   if ((ntohl (m->purpose.size) !=
 782        sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccSignaturePurpose) +
 783        sizeof (struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO) +
 784        sizeof (struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO) +
 785        sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded) +
 786        sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded)) ||
 787       (GNUNET_OK !=
 788        GNUNET_CRYPTO_ecc_verify (GNUNET_SIGNATURE_PURPOSE_SET_ECC_KEY,
 789                                  &m->purpose,
 790                                  &m->signature, &m->origin_public_key)))
 791   {
 792     /* invalid signature */
 793     GNUNET_break_op (0);
 794     return;
 795   }
 796   now = GNUNET_TIME_absolute_get ();
 797   if ( (end_t.abs_value < GNUNET_TIME_absolute_subtract (now, REKEY_TOLERANCE).abs_value) ||
 798        (start_t.abs_value > GNUNET_TIME_absolute_add (now, REKEY_TOLERANCE).abs_value) )
 799   {
 800     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
 801                 _("Ephemeral key message rejected as its validity range does not match our system time (%llu not in [%llu,%llu]).\n"),
 802                 now.abs_value,
 803                 start_t.abs_value,
 804                 end_t.abs_value);
 805     return;
 806   }
 807   if (GNUNET_OK !=
 808       GNUNET_CRYPTO_ecc_ecdh (my_ephemeral_key,
 809                               &m->ephemeral_key,
 810                               &key_material))
 811   {
 812     GNUNET_break (0);
 813     return;
 814   }
 815   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
 816                             gettext_noop ("# EPHEMERAL_KEY messages decrypted"), 1,
 817                             GNUNET_NO);
 818   derive_aes_key (&GSC_my_identity,
 819                   &kx->peer,
 820                   &key_material,
 821                   &kx->encrypt_key);
 822   derive_aes_key (&kx->peer,
 823                   &GSC_my_identity,
 824                   &key_material,
 825                   &kx->decrypt_key);
 826   /* fresh key, reset sequence numbers */
 827   kx->last_sequence_number_received = 0;
 828   kx->last_packets_bitmap = 0;
 829   kx->foreign_key_expires = end_t;
 830   setup_fresh_ping (kx);
 831
 832   /* check if we still need to send the sender our key */
 833   sender_status = (enum KxStateMachine) ntohl (m->sender_status);
 834   switch (sender_status)
 835   {
 836   case KX_STATE_DOWN:
 837     /* makes no sense, should be at least KX_STATE_KEY_SENT */
 838     GNUNET_break_op (0);
 839     break;
 840   case KX_STATE_KEY_SENT:
 841     send_key (kx);
 842     break;
 843   case KX_STATE_KEY_RECEIVED:
 844   case KX_STATE_UP:
 845   case KX_STATE_REKEY_SENT:
 846     /* other peer already got our key */
 847     break;
 848   default:
 849     GNUNET_break (0);
 850     break;
 851   }
 852   /* check if we need to confirm everything is fine via PING + PONG */
 853   switch (kx->status)
 854   {
 855   case KX_STATE_DOWN:
 856     kx->status = KX_STATE_KEY_RECEIVED;
 857     send_ping (kx);
 858     break;
 859   case KX_STATE_KEY_SENT:
 860     kx->status = KX_STATE_KEY_RECEIVED;
 861     send_ping (kx);
 862     break;
 863   case KX_STATE_KEY_RECEIVED:
 864     send_ping (kx);
 865     break;
 866   case KX_STATE_UP:
 867     kx->status = KX_STATE_REKEY_SENT;
 868     /* we got a new key, need to reconfirm! */
 869     send_ping (kx);
 870     break;
 871   case KX_STATE_REKEY_SENT:
 872     kx->status = KX_STATE_REKEY_SENT;
 873     /* we got a new key, need to reconfirm! */
 874     send_ping (kx);
 875     break;
 876   default:
 877     GNUNET_break (0);
 878     break;
 879   }
 880 }
 881
 882
 883 /**
 884  * We received a PING message.  Validate and transmit
 885  * a PONG message.
 886  *
 887  * @param kx key exchange status for the corresponding peer
 888  * @param msg the encrypted PING message itself
 889  */
 890 void
 891 GSC_KX_handle_ping (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
 892                     const struct GNUNET_MessageHeader *msg)
 893 {
 894   const struct PingMessage *m;
 895   struct PingMessage t;
 896   struct PongMessage tx;
 897   struct PongMessage tp;
 898   struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector iv;
 899   uint16_t msize;
 900
 901   msize = ntohs (msg->size);
 902   if (msize != sizeof (struct PingMessage))
 903   {
 904     GNUNET_break_op (0);
 905     return;
 906   }
 907   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
 908                             gettext_noop ("# PING messages received"), 1,
 909                             GNUNET_NO);
 910   if ( (kx->status != KX_STATE_KEY_RECEIVED) &&
 911        (kx->status != KX_STATE_UP) &&
 912        (kx->status != KX_STATE_REKEY_SENT))
 913   {
 914     /* ignore */
 915     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
 916                               gettext_noop ("# PING messages dropped (out of order)"), 1,
 917                               GNUNET_NO);
 918     return;
 919   }
 920   m = (const struct PingMessage *) msg;
 921   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 922               "Core service receives `%s' request from `%4s'.\n", "PING",
 923               GNUNET_i2s (&kx->peer));
 924   derive_iv (&iv, &kx->decrypt_key, m->iv_seed, &GSC_my_identity);
 925   if (GNUNET_OK !=
 926       do_decrypt (kx, &iv, &m->target, &t.target,
 927                   sizeof (struct PingMessage) - ((void *) &m->target -
 928                                                  (void *) m)))
 929   {
 930     GNUNET_break_op (0);
 931     return;
 932   }
 933   if (0 !=
 934       memcmp (&t.target, &GSC_my_identity, sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity)))
 935   {
 936     char sender[9];
 937     char peer[9];
 938
 939     GNUNET_snprintf (sender, sizeof (sender), "%8s", GNUNET_i2s (&kx->peer));
 940     GNUNET_snprintf (peer, sizeof (peer), "%8s", GNUNET_i2s (&t.target));
 941     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 942                 _
 943                 ("Received PING from `%s' for different identity: I am `%s', PONG identity: `%s'\n"),
 944                 sender, GNUNET_i2s (&GSC_my_identity), peer);
 945     GNUNET_break_op (0);
 946     return;
 947   }
 948   /* construct PONG */
 949   tx.reserved = 0;
 950   tx.challenge = t.challenge;
 951   tx.target = t.target;
 952   tp.header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_PONG);
 953   tp.header.size = htons (sizeof (struct PongMessage));
 954   tp.iv_seed =
 955       GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE, UINT32_MAX);
 956   derive_pong_iv (&iv, &kx->encrypt_key, tp.iv_seed, t.challenge, &kx->peer);
 957   do_encrypt (kx, &iv, &tx.challenge, &tp.challenge,
 958               sizeof (struct PongMessage) - ((void *) &tp.challenge -
 959                                              (void *) &tp));
 960   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats, gettext_noop ("# PONG messages created"),
 961                             1, GNUNET_NO);
 962   GSC_NEIGHBOURS_transmit (&kx->peer, &tp.header,
 963                            GNUNET_TIME_UNIT_FOREVER_REL /* FIXME: timeout */ );
 964 }
 965
 966
 967 /**
 968  * Task triggered when a neighbour entry is about to time out
 969  * (and we should prevent this by sending a PING).
 970  *
 971  * @param cls the 'struct GSC_KeyExchangeInfo'
 972  * @param tc scheduler context (not used)
 973  */
 974 static void
 975 send_keep_alive (void *cls, const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
 976 {
 977   struct GSC_KeyExchangeInfo *kx = cls;
 978   struct GNUNET_TIME_Relative retry;
 979   struct GNUNET_TIME_Relative left;
 980
 981   kx->keep_alive_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
 982   left = GNUNET_TIME_absolute_get_remaining (kx->timeout);
 983   if (0 == left.rel_value)
 984   {
 985     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
 986                               gettext_noop ("# sessions terminated by timeout"),
 987                               1, GNUNET_NO);
 988     GSC_SESSIONS_end (&kx->peer);
 989     kx->status = KX_STATE_KEY_SENT;
 990     send_key (kx);
 991     return;
 992   }
 993   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Sending KEEPALIVE to `%s'\n",
 994               GNUNET_i2s (&kx->peer));
 995   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
 996                             gettext_noop ("# keepalive messages sent"), 1,
 997                             GNUNET_NO);
 998   setup_fresh_ping (kx);
 999   GSC_NEIGHBOURS_transmit (&kx->peer, &kx->ping.header,
1000                            kx->set_key_retry_frequency);
1001   retry =
1002       GNUNET_TIME_relative_max (GNUNET_TIME_relative_divide (left, 2),
1003                                 MIN_PING_FREQUENCY);
1004   kx->keep_alive_task =
1005       GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (retry, &send_keep_alive, kx);
1006 }
1007
1008
1009 /**
1010  * We've seen a valid message from the other peer.
1011  * Update the time when the session would time out
1012  * and delay sending our keep alive message further.
1013  *
1014  * @param kx key exchange where we saw activity
1015  */
1016 static void
1017 update_timeout (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx)
1018 {
1019   kx->timeout =
1020       GNUNET_TIME_relative_to_absolute
1021       (GNUNET_CONSTANTS_IDLE_CONNECTION_TIMEOUT);
1022   if (kx->keep_alive_task != GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK)
1023     GNUNET_SCHEDULER_cancel (kx->keep_alive_task);
1024   kx->keep_alive_task =
1025       GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (GNUNET_TIME_relative_divide
1026                                     (GNUNET_CONSTANTS_IDLE_CONNECTION_TIMEOUT,
1027                                      2), &send_keep_alive, kx);
1028 }
1029
1030
1031 /**
1032  * We received a PONG message.  Validate and update our status.
1033  *
1034  * @param kx key exchange context for the the PONG
1035  * @param msg the encrypted PONG message itself
1036  */
1037 void
1038 GSC_KX_handle_pong (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
1039                     const struct GNUNET_MessageHeader *msg)
1040 {
1041   const struct PongMessage *m;
1042   struct PongMessage t;
1043   struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector iv;
1044   uint16_t msize;
1045
1046   msize = ntohs (msg->size);
1047   if (sizeof (struct PongMessage) != msize)
1048   {
1049     GNUNET_break_op (0);
1050     return;
1051   }
1052   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1053                             gettext_noop ("# PONG messages received"), 1,
1054                             GNUNET_NO);
1055   switch (kx->status)
1056   {
1057   case KX_STATE_DOWN:
1058     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1059                               gettext_noop ("# PONG messages dropped (connection down)"), 1,
1060                               GNUNET_NO);
1061     return;
1062   case KX_STATE_KEY_SENT:
1063     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1064                               gettext_noop ("# PONG messages dropped (out of order)"), 1,
1065                               GNUNET_NO);
1066     return;
1067   case KX_STATE_KEY_RECEIVED:
1068     break;
1069   case KX_STATE_UP:
1070     break;
1071   case KX_STATE_REKEY_SENT:
1072     break;
1073   default:
1074     GNUNET_break (0);
1075     return;
1076   }
1077   m = (const struct PongMessage *) msg;
1078   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1079               "Core service receives `%s' response from `%4s'.\n", "PONG",
1080               GNUNET_i2s (&kx->peer));
1081   /* mark as garbage, just to be sure */
1082   memset (&t, 255, sizeof (t));
1083   derive_pong_iv (&iv, &kx->decrypt_key, m->iv_seed, kx->ping_challenge,
1084                   &GSC_my_identity);
1085   if (GNUNET_OK !=
1086       do_decrypt (kx, &iv, &m->challenge, &t.challenge,
1087                   sizeof (struct PongMessage) - ((void *) &m->challenge -
1088                                                  (void *) m)))
1089   {
1090     GNUNET_break_op (0);
1091     return;
1092   }
1093   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1094                             gettext_noop ("# PONG messages decrypted"), 1,
1095                             GNUNET_NO);
1096   if ((0 != memcmp (&t.target, &kx->peer, sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity)))
1097       || (kx->ping_challenge != t.challenge))
1098   {
1099     /* PONG malformed */
1100     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1101                 "Received malformed `%s' wanted sender `%4s' with challenge %u\n",
1102                 "PONG", GNUNET_i2s (&kx->peer),
1103                 (unsigned int) kx->ping_challenge);
1104     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1105                 "Received malformed `%s' received from `%4s' with challenge %u\n",
1106                 "PONG", GNUNET_i2s (&t.target), (unsigned int) t.challenge);
1107     return;
1108   }
1109   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Received PONG from `%s'\n",
1110               GNUNET_i2s (&kx->peer));
1111   /* no need to resend key any longer */
1112   if (GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK != kx->retry_set_key_task)
1113   {
1114     GNUNET_SCHEDULER_cancel (kx->retry_set_key_task);
1115     kx->retry_set_key_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
1116   }
1117   switch (kx->status)
1118   {
1119   case KX_STATE_DOWN:
1120     GNUNET_assert (0);           /* should be impossible */
1121     return;
1122   case KX_STATE_KEY_SENT:
1123     GNUNET_assert (0);           /* should be impossible */
1124     return;
1125   case KX_STATE_KEY_RECEIVED:
1126     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1127                               gettext_noop
1128                               ("# session keys confirmed via PONG"), 1,
1129                               GNUNET_NO);
1130     kx->status = KX_STATE_UP;
1131     GSC_SESSIONS_create (&kx->peer, kx);
1132     GNUNET_assert (GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK == kx->keep_alive_task);
1133     update_timeout (kx);
1134     break;
1135   case KX_STATE_UP:
1136     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1137                               gettext_noop
1138                               ("# timeouts prevented via PONG"), 1,
1139                               GNUNET_NO);
1140     update_timeout (kx);
1141     break;
1142   case KX_STATE_REKEY_SENT:
1143     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1144                               gettext_noop
1145                               ("# rekey operations confirmed via PONG"), 1,
1146                               GNUNET_NO);
1147     kx->status = KX_STATE_UP;
1148     update_timeout (kx);
1149     break;
1150   default:
1151     GNUNET_break (0);
1152     break;
1153   }
1154 }
1155
1156
1157 /**
1158  * Send our key to the other peer.
1159  *
1160  * @param kx key exchange context
1161  */
1162 static void
1163 send_key (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx)
1164 {
1165   if (GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK != kx->retry_set_key_task)
1166   {
1167      GNUNET_SCHEDULER_cancel (kx->retry_set_key_task);
1168      kx->retry_set_key_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
1169   }
1170   /* always update sender status in SET KEY message */
1171   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1172               "Sending key to `%s' (my status: %d)\n",
1173               GNUNET_i2s (&kx->peer),
1174               kx->status);
1175   current_ekm.sender_status = htonl ((int32_t) (kx->status));
1176   GSC_NEIGHBOURS_transmit (&kx->peer, &current_ekm.header,
1177                            kx->set_key_retry_frequency);
1178   kx->retry_set_key_task =
1179       GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (kx->set_key_retry_frequency,
1180                                     &set_key_retry_task, kx);
1181 }
1182
1183
1184 /**
1185  * Encrypt and transmit a message with the given payload.
1186  *
1187  * @param kx key exchange context
1188  * @param payload payload of the message
1189  * @param payload_size number of bytes in 'payload'
1190  */
1191 void
1192 GSC_KX_encrypt_and_transmit (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
1193                              const void *payload, size_t payload_size)
1194 {
1195   size_t used = payload_size + sizeof (struct EncryptedMessage);
1196   char pbuf[used];              /* plaintext */
1197   char cbuf[used];              /* ciphertext */
1198   struct EncryptedMessage *em;  /* encrypted message */
1199   struct EncryptedMessage *ph;  /* plaintext header */
1200   struct GNUNET_CRYPTO_AesInitializationVector iv;
1201   struct GNUNET_CRYPTO_AuthKey auth_key;
1202
1203   ph = (struct EncryptedMessage *) pbuf;
1204   ph->iv_seed =
1205       htonl (GNUNET_CRYPTO_random_u32
1206              (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_NONCE, UINT32_MAX));
1207   ph->sequence_number = htonl (++kx->last_sequence_number_sent);
1208   ph->reserved = 0;
1209   ph->timestamp = GNUNET_TIME_absolute_hton (GNUNET_TIME_absolute_get ());
1210   memcpy (&ph[1], payload, payload_size);
1211
1212   em = (struct EncryptedMessage *) cbuf;
1213   em->header.size = htons (used);
1214   em->header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_ENCRYPTED_MESSAGE);
1215   em->iv_seed = ph->iv_seed;
1216   derive_iv (&iv, &kx->encrypt_key, ph->iv_seed, &kx->peer);
1217   GNUNET_assert (GNUNET_OK ==
1218                  do_encrypt (kx, &iv, &ph->sequence_number,
1219                              &em->sequence_number,
1220                              used - ENCRYPTED_HEADER_SIZE));
1221   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Encrypted %u bytes for %s\n",
1222               used - ENCRYPTED_HEADER_SIZE, GNUNET_i2s (&kx->peer));
1223   derive_auth_key (&auth_key,
1224                    &kx->encrypt_key,
1225                    ph->iv_seed);
1226   GNUNET_CRYPTO_hmac (&auth_key, &em->sequence_number,
1227                       used - ENCRYPTED_HEADER_SIZE, &em->hmac);
1228   GSC_NEIGHBOURS_transmit (&kx->peer, &em->header,
1229                            GNUNET_TIME_UNIT_FOREVER_REL);
1230 }
1231
1232
1233 /**
1234  * Closure for 'deliver_message'
1235  */
1236 struct DeliverMessageContext
1237 {
1238
1239   /**
1240    * Performance information for the connection.
1241    */
1242   const struct GNUNET_ATS_Information *atsi;
1243
1244   /**
1245    * Key exchange context.
1246    */
1247   struct GSC_KeyExchangeInfo *kx;
1248
1249   /**
1250    * Sender of the message.
1251    */
1252   const struct GNUNET_PeerIdentity *peer;
1253
1254   /**
1255    * Number of entries in 'atsi' array.
1256    */
1257   uint32_t atsi_count;
1258 };
1259
1260
1261 /**
1262  * We received an encrypted message.  Decrypt, validate and
1263  * pass on to the appropriate clients.
1264  *
1265  * @param kx key exchange context for encrypting the message
1266  * @param msg encrypted message
1267  * @param atsi performance data
1268  * @param atsi_count number of entries in ats (excluding 0-termination)
1269  */
1270 void
1271 GSC_KX_handle_encrypted_message (struct GSC_KeyExchangeInfo *kx,
1272                                  const struct GNUNET_MessageHeader *msg,
1273                                  const struct GNUNET_ATS_Information *atsi,
1274                                  uint32_t atsi_count)
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_STATISTICS_update (GSC_stats,
1305                               gettext_noop ("# sessions terminated by key expiration"),
1306                               1, GNUNET_NO);
1307     GSC_SESSIONS_end (&kx->peer);
1308     kx->status = KX_STATE_KEY_SENT;
1309     send_key (kx);
1310     return;
1311   }
1312
1313   /* validate hash */
1314   derive_auth_key (&auth_key, &kx->decrypt_key, m->iv_seed);
1315   GNUNET_CRYPTO_hmac (&auth_key, &m->sequence_number,
1316                       size - ENCRYPTED_HEADER_SIZE, &ph);
1317   if (0 != memcmp (&ph, &m->hmac, sizeof (struct GNUNET_HashCode)))
1318   {
1319     /* checksum failed */
1320     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1321                 "Failed checksum validation for a message from `%s'\n",
1322                 GNUNET_i2s (&kx->peer));
1323     return;
1324   }
1325   derive_iv (&iv, &kx->decrypt_key, m->iv_seed, &GSC_my_identity);
1326   /* decrypt */
1327   if (GNUNET_OK !=
1328       do_decrypt (kx, &iv, &m->sequence_number, &buf[ENCRYPTED_HEADER_SIZE],
1329                   size - ENCRYPTED_HEADER_SIZE))
1330     return;
1331   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Decrypted %u bytes from %s\n",
1332               size - ENCRYPTED_HEADER_SIZE, GNUNET_i2s (&kx->peer));
1333   pt = (struct EncryptedMessage *) buf;
1334
1335   /* validate sequence number */
1336   snum = ntohl (pt->sequence_number);
1337   if (kx->last_sequence_number_received == snum)
1338   {
1339     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1340                 "Received duplicate message, ignoring.\n");
1341     /* duplicate, ignore */
1342     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1343                               gettext_noop ("# bytes dropped (duplicates)"),
1344                               size, GNUNET_NO);
1345     return;
1346   }
1347   if ((kx->last_sequence_number_received > snum) &&
1348       (kx->last_sequence_number_received - snum > 32))
1349   {
1350     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1351                 "Received ancient out of sequence message, ignoring.\n");
1352     /* ancient out of sequence, ignore */
1353     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1354                               gettext_noop
1355                               ("# bytes dropped (out of sequence)"), size,
1356                               GNUNET_NO);
1357     return;
1358   }
1359   if (kx->last_sequence_number_received > snum)
1360   {
1361     unsigned int rotbit = 1 << (kx->last_sequence_number_received - snum - 1);
1362
1363     if ((kx->last_packets_bitmap & rotbit) != 0)
1364     {
1365       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1366                   "Received duplicate message, ignoring.\n");
1367       GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1368                                 gettext_noop ("# bytes dropped (duplicates)"),
1369                                 size, GNUNET_NO);
1370       /* duplicate, ignore */
1371       return;
1372     }
1373     kx->last_packets_bitmap |= rotbit;
1374   }
1375   if (kx->last_sequence_number_received < snum)
1376   {
1377     unsigned int shift = (snum - kx->last_sequence_number_received);
1378
1379     if (shift >= 8 * sizeof (kx->last_packets_bitmap))
1380       kx->last_packets_bitmap = 0;
1381     else
1382       kx->last_packets_bitmap <<= shift;
1383     kx->last_sequence_number_received = snum;
1384   }
1385
1386   /* check timestamp */
1387   t = GNUNET_TIME_absolute_ntoh (pt->timestamp);
1388   if (GNUNET_TIME_absolute_get_duration (t).rel_value >
1389       MAX_MESSAGE_AGE.rel_value)
1390   {
1391     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1392                 "Message received far too old (%s). Content ignored.\n",
1393                 GNUNET_STRINGS_relative_time_to_string (GNUNET_TIME_absolute_get_duration (t), GNUNET_YES));
1394     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1395                               gettext_noop
1396                               ("# bytes dropped (ancient message)"), size,
1397                               GNUNET_NO);
1398     return;
1399   }
1400
1401   /* process decrypted message(s) */
1402   update_timeout (kx);
1403   GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1404                             gettext_noop ("# bytes of payload decrypted"),
1405                             size - sizeof (struct EncryptedMessage), GNUNET_NO);
1406   dmc.atsi = atsi;
1407   dmc.kx = kx;
1408   dmc.atsi_count = atsi_count;
1409   dmc.peer = &kx->peer;
1410   if (GNUNET_OK !=
1411       GNUNET_SERVER_mst_receive (mst, &dmc,
1412                                  &buf[sizeof (struct EncryptedMessage)],
1413                                  size - sizeof (struct EncryptedMessage),
1414                                  GNUNET_YES, GNUNET_NO))
1415     GNUNET_break_op (0);
1416 }
1417
1418
1419 /**
1420  * Deliver P2P message to interested clients.
1421  * Invokes send twice, once for clients that want the full message, and once
1422  * for clients that only want the header
1423  *
1424  * @param cls always NULL
1425  * @param client who sent us the message (struct GSC_KeyExchangeInfo)
1426  * @param m the message
1427  */
1428 static int
1429 deliver_message (void *cls, void *client, const struct GNUNET_MessageHeader *m)
1430 {
1431   struct DeliverMessageContext *dmc = client;
1432
1433   if (KX_STATE_UP != dmc->kx->status)
1434   {
1435     GNUNET_STATISTICS_update (GSC_stats,
1436                               gettext_noop
1437                               ("# PAYLOAD dropped (out of order)"),
1438                               1, GNUNET_NO);
1439     return GNUNET_OK;
1440   }
1441   switch (ntohs (m->type))
1442   {
1443   case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_BINARY_TYPE_MAP:
1444   case GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_COMPRESSED_TYPE_MAP:
1445     GSC_SESSIONS_set_typemap (dmc->peer, m);
1446     return GNUNET_OK;
1447   default:
1448     GSC_CLIENTS_deliver_message (dmc->peer, dmc->atsi, dmc->atsi_count, m,
1449                                  ntohs (m->size),
1450                                  GNUNET_CORE_OPTION_SEND_FULL_INBOUND);
1451     GSC_CLIENTS_deliver_message (dmc->peer, dmc->atsi, dmc->atsi_count, m,
1452                                  sizeof (struct GNUNET_MessageHeader),
1453                                  GNUNET_CORE_OPTION_SEND_HDR_INBOUND);
1454   }
1455   return GNUNET_OK;
1456 }
1457
1458
1459 /**
1460  * Setup the message that links the ephemeral key to our persistent
1461  * public key and generate the appropriate signature.
1462  */
1463 static void
1464 sign_ephemeral_key ()
1465 {
1466   current_ekm.header.size = htons (sizeof (struct EphemeralKeyMessage));
1467   current_ekm.header.type = htons (GNUNET_MESSAGE_TYPE_CORE_EPHEMERAL_KEY);
1468   current_ekm.sender_status = 0; /* to be set later */
1469   current_ekm.purpose.purpose = htonl (GNUNET_SIGNATURE_PURPOSE_SET_ECC_KEY);
1470   current_ekm.purpose.size = htonl (sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccSignaturePurpose) +
1471                                     sizeof (struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO) +
1472                                     sizeof (struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO) +
1473                                     sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded) +
1474                                     sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded));
1475   current_ekm.creation_time = GNUNET_TIME_absolute_hton (GNUNET_TIME_absolute_get ());
1476   current_ekm.expiration_time = GNUNET_TIME_absolute_hton (GNUNET_TIME_relative_to_absolute (GNUNET_TIME_relative_add (REKEY_FREQUENCY,
1477                                                                                                                        REKEY_TOLERANCE)));
1478   GNUNET_CRYPTO_ecc_key_get_public (my_ephemeral_key,
1479                                     &current_ekm.ephemeral_key);
1480   current_ekm.origin_public_key = my_public_key;
1481   GNUNET_assert (GNUNET_OK ==
1482                  GNUNET_CRYPTO_ecc_sign (my_private_key,
1483                                          &current_ekm.purpose,
1484                                          &current_ekm.signature));
1485 }
1486
1487
1488 /**
1489  * Task run to trigger rekeying.
1490  *
1491  * @param cls closure, NULL
1492  * @param tc scheduler context
1493  */
1494 static void
1495 do_rekey (void *cls,
1496           const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
1497 {
1498   struct GSC_KeyExchangeInfo *pos;
1499
1500   rekey_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (REKEY_FREQUENCY,
1501                                              &do_rekey,
1502                                              NULL);
1503   if (NULL != my_ephemeral_key)
1504     GNUNET_CRYPTO_ecc_key_free (my_ephemeral_key);
1505   my_ephemeral_key = GNUNET_CRYPTO_ecc_key_create ();
1506   GNUNET_assert (NULL != my_ephemeral_key);
1507   sign_ephemeral_key ();
1508   for (pos = kx_head; NULL != pos; pos = pos->next)
1509   {
1510     pos->status = KX_STATE_REKEY_SENT;
1511     send_key (pos);
1512   }
1513 }
1514
1515
1516 /**
1517  * Initialize KX subsystem.
1518  *
1519  * @param pk private key to use for the peer
1520  * @return GNUNET_OK on success, GNUNET_SYSERR on failure
1521  */
1522 int
1523 GSC_KX_init (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *pk)
1524 {
1525   GNUNET_assert (NULL != pk);
1526   my_private_key = pk;
1527   GNUNET_CRYPTO_ecc_key_get_public (my_private_key, &my_public_key);
1528   GNUNET_CRYPTO_hash (&my_public_key, sizeof (my_public_key),
1529                       &GSC_my_identity.hashPubKey);
1530   if (GNUNET_YES ==
1531       GNUNET_CONFIGURATION_get_value_yesno (GSC_cfg,
1532                                             "core",
1533                                             "USE_EPHEMERAL_KEYS"))
1534   {
1535     my_ephemeral_key = GNUNET_CRYPTO_ecc_key_create ();
1536     if (NULL == my_ephemeral_key)
1537     {
1538       GNUNET_break (0);
1539       GNUNET_CRYPTO_ecc_key_free (my_private_key);
1540       my_private_key = NULL;
1541       return GNUNET_SYSERR;
1542     }
1543     sign_ephemeral_key ();
1544     rekey_task = GNUNET_SCHEDULER_add_delayed (REKEY_FREQUENCY,
1545                                                &do_rekey,
1546                                                NULL);
1547   }
1548   else
1549   {
1550     my_ephemeral_key = my_private_key;
1551     sign_ephemeral_key ();
1552   }
1553   mst = GNUNET_SERVER_mst_create (&deliver_message, NULL);
1554   return GNUNET_OK;
1555 }
1556
1557
1558 /**
1559  * Shutdown KX subsystem.
1560  */
1561 void
1562 GSC_KX_done ()
1563 {
1564   if (GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK != rekey_task)
1565   {
1566     GNUNET_SCHEDULER_cancel (rekey_task);
1567     rekey_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
1568   }
1569   if ( (NULL != my_ephemeral_key) &&
1570        (my_ephemeral_key != my_private_key) )
1571   {
1572     GNUNET_CRYPTO_ecc_key_free (my_ephemeral_key);
1573     my_ephemeral_key = NULL;
1574   }
1575   if (NULL != my_private_key)
1576   {
1577     GNUNET_CRYPTO_ecc_key_free (my_private_key);
1578     my_private_key = NULL;
1579   }
1580   if (NULL != mst)
1581   {
1582     GNUNET_SERVER_mst_destroy (mst);
1583     mst = NULL;
1584   }
1585 }
1586
1587 /* end of gnunet-service-core_kx.c */