src/protocol_auth.c

   1 /*
   2     protocol_auth.c -- handle the meta-protocol, authentication
   3     Copyright (C) 1999-2005 Ivo Timmermans,
   4                   2000-2012 Guus Sliepen <guus@tinc-vpn.org>
   5
   6     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9     (at your option) any later version.
  10
  11     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14     GNU General Public License for more details.
  15
  16     You should have received a copy of the GNU General Public License along
  17     with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  18     51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  19 */
  20
  21 #include "system.h"
  22
  23 #include <openssl/sha.h>
  24 #include <openssl/rand.h>
  25 #include <openssl/err.h>
  26 #include <openssl/evp.h>
  27
  28 #include "avl_tree.h"
  29 #include "conf.h"
  30 #include "connection.h"
  31 #include "edge.h"
  32 #include "graph.h"
  33 #include "logger.h"
  34 #include "net.h"
  35 #include "netutl.h"
  36 #include "node.h"
  37 #include "protocol.h"
  38 #include "utils.h"
  39 #include "xalloc.h"
  40
  41 bool send_id(connection_t *c) {
  42         return send_request(c, "%d %s %d", ID, myself->connection->name,
  43                                                 myself->connection->protocol_version);
  44 }
  45
  46 bool id_h(connection_t *c) {
  47         char name[MAX_STRING_SIZE];
  48
  49         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING " %d", name, &c->protocol_version) != 2) {
  50                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "ID", c->name,
  51                            c->hostname);
  52                 return false;
  53         }
  54
  55         /* Check if identity is a valid name */
  56
  57         if(!check_id(name)) {
  58                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s): %s", "ID", c->name,
  59                            c->hostname, "invalid name");
  60                 return false;
  61         }
  62
  63         /* If this is an outgoing connection, make sure we are connected to the right host */
  64
  65         if(c->outgoing) {
  66                 if(strcmp(c->name, name)) {
  67                         logger(LOG_ERR, "Peer %s is %s instead of %s", c->hostname, name,
  68                                    c->name);
  69                         return false;
  70                 }
  71         } else {
  72                 if(c->name)
  73                         free(c->name);
  74                 c->name = xstrdup(name);
  75         }
  76
  77         /* Check if version matches */
  78
  79         if(c->protocol_version != myself->connection->protocol_version) {
  80                 logger(LOG_ERR, "Peer %s (%s) uses incompatible version %d",
  81                            c->name, c->hostname, c->protocol_version);
  82                 return false;
  83         }
  84
  85         if(bypass_security) {
  86                 if(!c->config_tree)
  87                         init_configuration(&c->config_tree);
  88                 c->allow_request = ACK;
  89                 return send_ack(c);
  90         }
  91
  92         if(!c->config_tree) {
  93                 init_configuration(&c->config_tree);
  94
  95                 if(!read_connection_config(c)) {
  96                         logger(LOG_ERR, "Peer %s had unknown identity (%s)", c->hostname,
  97                                    c->name);
  98                         return false;
  99                 }
 100         }
 101
 102         if(!read_rsa_public_key(c)) {
 103                 return false;
 104         }
 105
 106         c->allow_request = METAKEY;
 107
 108         return send_metakey(c);
 109 }
 110
 111 bool send_metakey(connection_t *c) {
 112         bool x;
 113
 114         int len = RSA_size(c->rsa_key);
 115
 116         /* Allocate buffers for the meta key */
 117
 118         char buffer[2 * len + 1];
 119
 120         c->outkey = xrealloc(c->outkey, len);
 121
 122         if(!c->outctx)
 123                 c->outctx = xmalloc_and_zero(sizeof(*c->outctx));
 124
 125         /* Copy random data to the buffer */
 126
 127         RAND_pseudo_bytes((unsigned char *)c->outkey, len);
 128
 129         /* The message we send must be smaller than the modulus of the RSA key.
 130            By definition, for a key of k bits, the following formula holds:
 131
 132            2^(k-1) <= modulus < 2^(k)
 133
 134            Where ^ means "to the power of", not "xor".
 135            This means that to be sure, we must choose our message < 2^(k-1).
 136            This can be done by setting the most significant bit to zero.
 137          */
 138
 139         c->outkey[0] &= 0x7F;
 140
 141         ifdebug(SCARY_THINGS) {
 142                 bin2hex(c->outkey, buffer, len);
 143                 buffer[len * 2] = '\0';
 144                 logger(LOG_DEBUG, "Generated random meta key (unencrypted): %s",
 145                            buffer);
 146         }
 147
 148         /* Encrypt the random data
 149
 150            We do not use one of the PKCS padding schemes here.
 151            This is allowed, because we encrypt a totally random string
 152            with a length equal to that of the modulus of the RSA key.
 153          */
 154
 155         if(RSA_public_encrypt(len, (unsigned char *)c->outkey, (unsigned char *)buffer, c->rsa_key, RSA_NO_PADDING) != len) {
 156                 logger(LOG_ERR, "Error during encryption of meta key for %s (%s)",
 157                            c->name, c->hostname);
 158                 return false;
 159         }
 160
 161         /* Convert the encrypted random data to a hexadecimal formatted string */
 162
 163         bin2hex(buffer, buffer, len);
 164         buffer[len * 2] = '\0';
 165
 166         /* Send the meta key */
 167
 168         x = send_request(c, "%d %d %d %d %d %s", METAKEY,
 169                                          c->outcipher ? c->outcipher->nid : 0,
 170                                          c->outdigest ? c->outdigest->type : 0, c->outmaclength,
 171                                          c->outcompression, buffer);
 172
 173         /* Further outgoing requests are encrypted with the key we just generated */
 174
 175         if(c->outcipher) {
 176                 if(!EVP_EncryptInit(c->outctx, c->outcipher,
 177                                         (unsigned char *)c->outkey + len - c->outcipher->key_len,
 178                                         (unsigned char *)c->outkey + len - c->outcipher->key_len -
 179                                         c->outcipher->iv_len)) {
 180                         logger(LOG_ERR, "Error during initialisation of cipher for %s (%s): %s",
 181                                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 182                         return false;
 183                 }
 184
 185                 c->status.encryptout = true;
 186         }
 187
 188         return x;
 189 }
 190
 191 bool metakey_h(connection_t *c) {
 192         char buffer[MAX_STRING_SIZE];
 193         int cipher, digest, maclength, compression;
 194         int len;
 195
 196         if(sscanf(c->buffer, "%*d %d %d %d %d " MAX_STRING, &cipher, &digest, &maclength, &compression, buffer) != 5) {
 197                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "METAKEY", c->name,
 198                            c->hostname);
 199                 return false;
 200         }
 201
 202         len = RSA_size(myself->connection->rsa_key);
 203
 204         /* Check if the length of the meta key is all right */
 205
 206         if(strlen(buffer) != len * 2) {
 207                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name, c->hostname, "wrong keylength");
 208                 return false;
 209         }
 210
 211         /* Allocate buffers for the meta key */
 212
 213         c->inkey = xrealloc(c->inkey, len);
 214
 215         if(!c->inctx)
 216                 c->inctx = xmalloc_and_zero(sizeof(*c->inctx));
 217
 218         /* Convert the challenge from hexadecimal back to binary */
 219
 220         hex2bin(buffer, buffer, len);
 221
 222         /* Decrypt the meta key */
 223
 224         if(RSA_private_decrypt(len, (unsigned char *)buffer, (unsigned char *)c->inkey, myself->connection->rsa_key, RSA_NO_PADDING) != len) {  /* See challenge() */
 225                 logger(LOG_ERR, "Error during decryption of meta key for %s (%s)",
 226                            c->name, c->hostname);
 227                 return false;
 228         }
 229
 230         ifdebug(SCARY_THINGS) {
 231                 bin2hex(c->inkey, buffer, len);
 232                 buffer[len * 2] = '\0';
 233                 logger(LOG_DEBUG, "Received random meta key (unencrypted): %s", buffer);
 234         }
 235
 236         /* All incoming requests will now be encrypted. */
 237
 238         /* Check and lookup cipher and digest algorithms */
 239
 240         if(cipher) {
 241                 c->incipher = EVP_get_cipherbynid(cipher);
 242
 243                 if(!c->incipher) {
 244                         logger(LOG_ERR, "%s (%s) uses unknown cipher!", c->name, c->hostname);
 245                         return false;
 246                 }
 247
 248                 if(!EVP_DecryptInit(c->inctx, c->incipher,
 249                                         (unsigned char *)c->inkey + len - c->incipher->key_len,
 250                                         (unsigned char *)c->inkey + len - c->incipher->key_len -
 251                                         c->incipher->iv_len)) {
 252                         logger(LOG_ERR, "Error during initialisation of cipher from %s (%s): %s",
 253                                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 254                         return false;
 255                 }
 256
 257                 c->status.decryptin = true;
 258         } else {
 259                 c->incipher = NULL;
 260         }
 261
 262         c->inmaclength = maclength;
 263
 264         if(digest) {
 265                 c->indigest = EVP_get_digestbynid(digest);
 266
 267                 if(!c->indigest) {
 268                         logger(LOG_ERR, "Node %s (%s) uses unknown digest!", c->name, c->hostname);
 269                         return false;
 270                 }
 271
 272                 if(c->inmaclength > c->indigest->md_size || c->inmaclength < 0) {
 273                         logger(LOG_ERR, "%s (%s) uses bogus MAC length!", c->name, c->hostname);
 274                         return false;
 275                 }
 276         } else {
 277                 c->indigest = NULL;
 278         }
 279
 280         c->incompression = compression;
 281
 282         c->allow_request = CHALLENGE;
 283
 284         return send_challenge(c);
 285 }
 286
 287 bool send_challenge(connection_t *c) {
 288         /* CHECKME: what is most reasonable value for len? */
 289
 290         int len = RSA_size(c->rsa_key);
 291
 292         /* Allocate buffers for the challenge */
 293
 294         char buffer[2 * len + 1];
 295
 296         c->hischallenge = xrealloc(c->hischallenge, len);
 297
 298         /* Copy random data to the buffer */
 299
 300         RAND_pseudo_bytes((unsigned char *)c->hischallenge, len);
 301
 302         /* Convert to hex */
 303
 304         bin2hex(c->hischallenge, buffer, len);
 305         buffer[len * 2] = '\0';
 306
 307         /* Send the challenge */
 308
 309         return send_request(c, "%d %s", CHALLENGE, buffer);
 310 }
 311
 312 bool challenge_h(connection_t *c) {
 313         char buffer[MAX_STRING_SIZE];
 314         int len;
 315
 316         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING, buffer) != 1) {
 317                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "CHALLENGE", c->name,
 318                            c->hostname);
 319                 return false;
 320         }
 321
 322         len = RSA_size(myself->connection->rsa_key);
 323
 324         /* Check if the length of the challenge is all right */
 325
 326         if(strlen(buffer) != len * 2) {
 327                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name,
 328                            c->hostname, "wrong challenge length");
 329                 return false;
 330         }
 331
 332         /* Allocate buffers for the challenge */
 333
 334         c->mychallenge = xrealloc(c->mychallenge, len);
 335
 336         /* Convert the challenge from hexadecimal back to binary */
 337
 338         hex2bin(buffer, c->mychallenge, len);
 339
 340         c->allow_request = CHAL_REPLY;
 341
 342         /* Rest is done by send_chal_reply() */
 343
 344         return send_chal_reply(c);
 345 }
 346
 347 bool send_chal_reply(connection_t *c) {
 348         char hash[EVP_MAX_MD_SIZE * 2 + 1];
 349         EVP_MD_CTX ctx;
 350
 351         /* Calculate the hash from the challenge we received */
 352
 353         if(!EVP_DigestInit(&ctx, c->indigest)
 354                         || !EVP_DigestUpdate(&ctx, c->mychallenge, RSA_size(myself->connection->rsa_key))
 355                         || !EVP_DigestFinal(&ctx, (unsigned char *)hash, NULL)) {
 356                 logger(LOG_ERR, "Error during calculation of response for %s (%s): %s",
 357                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 358                 return false;
 359         }
 360
 361         /* Convert the hash to a hexadecimal formatted string */
 362
 363         bin2hex(hash, hash, c->indigest->md_size);
 364         hash[c->indigest->md_size * 2] = '\0';
 365
 366         /* Send the reply */
 367
 368         return send_request(c, "%d %s", CHAL_REPLY, hash);
 369 }
 370
 371 bool chal_reply_h(connection_t *c) {
 372         char hishash[MAX_STRING_SIZE];
 373         char myhash[EVP_MAX_MD_SIZE];
 374         EVP_MD_CTX ctx;
 375
 376         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING, hishash) != 1) {
 377                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "CHAL_REPLY", c->name,
 378                            c->hostname);
 379                 return false;
 380         }
 381
 382         /* Check if the length of the hash is all right */
 383
 384         if(strlen(hishash) != c->outdigest->md_size * 2) {
 385                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name,
 386                            c->hostname, "wrong challenge reply length");
 387                 return false;
 388         }
 389
 390         /* Convert the hash to binary format */
 391
 392         hex2bin(hishash, hishash, c->outdigest->md_size);
 393
 394         /* Calculate the hash from the challenge we sent */
 395
 396         if(!EVP_DigestInit(&ctx, c->outdigest)
 397                         || !EVP_DigestUpdate(&ctx, c->hischallenge, RSA_size(c->rsa_key))
 398                         || !EVP_DigestFinal(&ctx, (unsigned char *)myhash, NULL)) {
 399                 logger(LOG_ERR, "Error during calculation of response from %s (%s): %s",
 400                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 401                 return false;
 402         }
 403
 404         /* Verify the incoming hash with the calculated hash */
 405
 406         if(memcmp(hishash, myhash, c->outdigest->md_size)) {
 407                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name,
 408                            c->hostname, "wrong challenge reply");
 409
 410                 ifdebug(SCARY_THINGS) {
 411                         bin2hex(myhash, hishash, SHA_DIGEST_LENGTH);
 412                         hishash[SHA_DIGEST_LENGTH * 2] = '\0';
 413                         logger(LOG_DEBUG, "Expected challenge reply: %s", hishash);
 414                 }
 415
 416                 return false;
 417         }
 418
 419         /* Identity has now been positively verified.
 420            Send an acknowledgement with the rest of the information needed.
 421          */
 422
 423         c->allow_request = ACK;
 424
 425         return send_ack(c);
 426 }
 427
 428 bool send_ack(connection_t *c) {
 429         /* ACK message contains rest of the information the other end needs
 430            to create node_t and edge_t structures. */
 431
 432         struct timeval now;
 433         bool choice;
 434
 435         /* Estimate weight */
 436
 437         gettimeofday(&now, NULL);
 438         c->estimated_weight = (now.tv_sec - c->start.tv_sec) * 1000 + (now.tv_usec - c->start.tv_usec) / 1000;
 439
 440         /* Check some options */
 441
 442         if((get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "IndirectData"), &choice) && choice) || myself->options & OPTION_INDIRECT)
 443                 c->options |= OPTION_INDIRECT;
 444
 445         if((get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "TCPOnly"), &choice) && choice) || myself->options & OPTION_TCPONLY)
 446                 c->options |= OPTION_TCPONLY | OPTION_INDIRECT;
 447
 448         if(myself->options & OPTION_PMTU_DISCOVERY)
 449                 c->options |= OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 450
 451         choice = myself->options & OPTION_CLAMP_MSS;
 452         get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "ClampMSS"), &choice);
 453         if(choice)
 454                 c->options |= OPTION_CLAMP_MSS;
 455
 456         get_config_int(lookup_config(c->config_tree, "Weight"), &c->estimated_weight);
 457
 458         return send_request(c, "%d %s %d %x", ACK, myport, c->estimated_weight, c->options);
 459 }
 460
 461 static void send_everything(connection_t *c) {
 462         avl_node_t *node, *node2;
 463         node_t *n;
 464         subnet_t *s;
 465         edge_t *e;
 466
 467         /* Send all known subnets and edges */
 468
 469         if(tunnelserver) {
 470                 for(node = myself->subnet_tree->head; node; node = node->next) {
 471                         s = node->data;
 472                         send_add_subnet(c, s);
 473                 }
 474
 475                 return;
 476         }
 477
 478         for(node = node_tree->head; node; node = node->next) {
 479                 n = node->data;
 480
 481                 for(node2 = n->subnet_tree->head; node2; node2 = node2->next) {
 482                         s = node2->data;
 483                         send_add_subnet(c, s);
 484                 }
 485
 486                 for(node2 = n->edge_tree->head; node2; node2 = node2->next) {
 487                         e = node2->data;
 488                         send_add_edge(c, e);
 489                 }
 490         }
 491 }
 492
 493 bool ack_h(connection_t *c) {
 494         char hisport[MAX_STRING_SIZE];
 495         char *hisaddress;
 496         int weight, mtu;
 497         uint32_t options;
 498         node_t *n;
 499         bool choice;
 500
 501         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING " %d %x", hisport, &weight, &options) != 3) {
 502                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "ACK", c->name,
 503                            c->hostname);
 504                 return false;
 505         }
 506
 507         /* Check if we already have a node_t for him */
 508
 509         n = lookup_node(c->name);
 510
 511         if(!n) {
 512                 n = new_node();
 513                 n->name = xstrdup(c->name);
 514                 node_add(n);
 515         } else {
 516                 if(n->connection) {
 517                         /* Oh dear, we already have a connection to this node. */
 518                         ifdebug(CONNECTIONS) logger(LOG_DEBUG, "Established a second connection with %s (%s), closing old connection",
 519                                            n->name, n->hostname);
 520                         terminate_connection(n->connection, false);
 521                         /* Run graph algorithm to purge key and make sure up/down scripts are rerun with new IP addresses and stuff */
 522                         graph();
 523                 }
 524         }
 525
 526         n->connection = c;
 527         c->node = n;
 528         if(!(c->options & options & OPTION_PMTU_DISCOVERY)) {
 529                 c->options &= ~OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 530                 options &= ~OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 531         }
 532         c->options |= options;
 533
 534         if(get_config_int(lookup_config(c->config_tree, "PMTU"), &mtu) && mtu < n->mtu)
 535                 n->mtu = mtu;
 536
 537         if(get_config_int(lookup_config(config_tree, "PMTU"), &mtu) && mtu < n->mtu)
 538                 n->mtu = mtu;
 539
 540         if(get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "ClampMSS"), &choice)) {
 541                 if(choice)
 542                         c->options |= OPTION_CLAMP_MSS;
 543                 else
 544                         c->options &= ~OPTION_CLAMP_MSS;
 545         }
 546
 547         /* Activate this connection */
 548
 549         c->allow_request = ALL;
 550         c->status.active = true;
 551
 552         ifdebug(CONNECTIONS) logger(LOG_NOTICE, "Connection with %s (%s) activated", c->name,
 553                            c->hostname);
 554
 555         /* Send him everything we know */
 556
 557         send_everything(c);
 558
 559         /* Create an edge_t for this connection */
 560
 561         c->edge = new_edge();
 562         c->edge->from = myself;
 563         c->edge->to = n;
 564         sockaddr2str(&c->address, &hisaddress, NULL);
 565         c->edge->address = str2sockaddr(hisaddress, hisport);
 566         free(hisaddress);
 567         c->edge->weight = (weight + c->estimated_weight) / 2;
 568         c->edge->connection = c;
 569         c->edge->options = c->options;
 570
 571         edge_add(c->edge);
 572
 573         /* Notify everyone of the new edge */
 574
 575         if(tunnelserver)
 576                 send_add_edge(c, c->edge);
 577         else
 578                 send_add_edge(everyone, c->edge);
 579
 580         /* Run MST and SSSP algorithms */
 581
 582         graph();
 583
 584         return true;
 585 }