src/protocol_auth.c

   1 /*
   2     protocol_auth.c -- handle the meta-protocol, authentication
   3     Copyright (C) 1999-2004 Ivo Timmermans <ivo@tinc-vpn.org>,
   4                   2000-2004 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
  17     along with this program; if not, write to the Free Software
  18     Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  19
  20     $Id$
  21 */
  22
  23 #include "system.h"
  24
  25 #include <openssl/sha.h>
  26 #include <openssl/rand.h>
  27 #include <openssl/err.h>
  28 #include <openssl/evp.h>
  29
  30 #include "avl_tree.h"
  31 #include "conf.h"
  32 #include "connection.h"
  33 #include "edge.h"
  34 #include "graph.h"
  35 #include "logger.h"
  36 #include "net.h"
  37 #include "netutl.h"
  38 #include "node.h"
  39 #include "protocol.h"
  40 #include "utils.h"
  41 #include "xalloc.h"
  42
  43 bool send_id(connection_t *c)
  44 {
  45         cp();
  46
  47         return send_request(c, "%d %s %d", ID, myself->connection->name,
  48                                                 myself->connection->protocol_version);
  49 }
  50
  51 bool id_h(connection_t *c)
  52 {
  53         char name[MAX_STRING_SIZE];
  54
  55         cp();
  56
  57         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING " %d", name, &c->protocol_version) != 2) {
  58                 logger(LOG_ERR, _("Got bad %s from %s (%s)"), "ID", c->name,
  59                            c->hostname);
  60                 return false;
  61         }
  62
  63         /* Check if identity is a valid name */
  64
  65         if(!check_id(name)) {
  66                 logger(LOG_ERR, _("Got bad %s from %s (%s): %s"), "ID", c->name,
  67                            c->hostname, "invalid name");
  68                 return false;
  69         }
  70
  71         /* If we set c->name in advance, make sure we are connected to the right host */
  72
  73         if(c->name) {
  74                 if(strcmp(c->name, name)) {
  75                         logger(LOG_ERR, _("Peer %s is %s instead of %s"), c->hostname, name,
  76                                    c->name);
  77                         return false;
  78                 }
  79         } else
  80                 c->name = xstrdup(name);
  81
  82         /* Check if version matches */
  83
  84         if(c->protocol_version != myself->connection->protocol_version) {
  85                 logger(LOG_ERR, _("Peer %s (%s) uses incompatible version %d"),
  86                            c->name, c->hostname, c->protocol_version);
  87                 return false;
  88         }
  89
  90         if(bypass_security) {
  91                 if(!c->config_tree)
  92                         init_configuration(&c->config_tree);
  93                 c->allow_request = ACK;
  94                 return send_ack(c);
  95         }
  96
  97         if(!c->config_tree) {
  98                 init_configuration(&c->config_tree);
  99
 100                 if(!read_connection_config(c)) {
 101                         logger(LOG_ERR, _("Peer %s had unknown identity (%s)"), c->hostname,
 102                                    c->name);
 103                         return false;
 104                 }
 105         }
 106
 107         if(!read_rsa_public_key(c)) {
 108                 return false;
 109         }
 110
 111         c->allow_request = METAKEY;
 112
 113         return send_metakey(c);
 114 }
 115
 116 bool send_metakey(connection_t *c)
 117 {
 118         char buffer[MAX_STRING_SIZE];
 119         int len;
 120         bool x;
 121
 122         cp();
 123
 124         len = RSA_size(c->rsa_key);
 125
 126         /* Allocate buffers for the meta key */
 127
 128         if(!c->outkey)
 129                 c->outkey = xmalloc(len);
 130
 131         if(!c->outctx)
 132                 c->outctx = xmalloc_and_zero(sizeof(*c->outctx));
 133         cp();
 134         /* Copy random data to the buffer */
 135
 136         RAND_pseudo_bytes(c->outkey, len);
 137
 138         /* The message we send must be smaller than the modulus of the RSA key.
 139            By definition, for a key of k bits, the following formula holds:
 140
 141            2^(k-1) <= modulus < 2^(k)
 142
 143            Where ^ means "to the power of", not "xor".
 144            This means that to be sure, we must choose our message < 2^(k-1).
 145            This can be done by setting the most significant bit to zero.
 146          */
 147
 148         c->outkey[0] &= 0x7F;
 149
 150         ifdebug(SCARY_THINGS) {
 151                 bin2hex(c->outkey, buffer, len);
 152                 buffer[len * 2] = '\0';
 153                 logger(LOG_DEBUG, _("Generated random meta key (unencrypted): %s"),
 154                            buffer);
 155         }
 156
 157         /* Encrypt the random data
 158
 159            We do not use one of the PKCS padding schemes here.
 160            This is allowed, because we encrypt a totally random string
 161            with a length equal to that of the modulus of the RSA key.
 162          */
 163
 164         if(RSA_public_encrypt(len, c->outkey, buffer, c->rsa_key, RSA_NO_PADDING) != len) {
 165                 logger(LOG_ERR, _("Error during encryption of meta key for %s (%s)"),
 166                            c->name, c->hostname);
 167                 return false;
 168         }
 169
 170         /* Convert the encrypted random data to a hexadecimal formatted string */
 171
 172         bin2hex(buffer, buffer, len);
 173         buffer[len * 2] = '\0';
 174
 175         /* Send the meta key */
 176
 177         x = send_request(c, "%d %d %d %d %d %s", METAKEY,
 178                                          c->outcipher ? c->outcipher->nid : 0,
 179                                          c->outdigest ? c->outdigest->type : 0, c->outmaclength,
 180                                          c->outcompression, buffer);
 181
 182         /* Further outgoing requests are encrypted with the key we just generated */
 183
 184         if(c->outcipher) {
 185                 if(!EVP_EncryptInit(c->outctx, c->outcipher,
 186                                         c->outkey + len - c->outcipher->key_len,
 187                                         c->outkey + len - c->outcipher->key_len -
 188                                         c->outcipher->iv_len)) {
 189                         logger(LOG_ERR, _("Error during initialisation of cipher for %s (%s): %s"),
 190                                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 191                         return false;
 192                 }
 193
 194                 c->status.encryptout = true;
 195         }
 196
 197         return x;
 198 }
 199
 200 bool metakey_h(connection_t *c)
 201 {
 202         char buffer[MAX_STRING_SIZE];
 203         int cipher, digest, maclength, compression;
 204         int len;
 205
 206         cp();
 207
 208         if(sscanf(c->buffer, "%*d %d %d %d %d " MAX_STRING, &cipher, &digest, &maclength, &compression, buffer) != 5) {
 209                 logger(LOG_ERR, _("Got bad %s from %s (%s)"), "METAKEY", c->name,
 210                            c->hostname);
 211                 return false;
 212         }
 213
 214         len = RSA_size(myself->connection->rsa_key);
 215
 216         /* Check if the length of the meta key is all right */
 217
 218         if(strlen(buffer) != len * 2) {
 219                 logger(LOG_ERR, _("Possible intruder %s (%s): %s"), c->name, c->hostname, "wrong keylength");
 220                 return false;
 221         }
 222
 223         /* Allocate buffers for the meta key */
 224
 225         if(!c->inkey)
 226                 c->inkey = xmalloc(len);
 227
 228         if(!c->inctx)
 229                 c->inctx = xmalloc_and_zero(sizeof(*c->inctx));
 230
 231         /* Convert the challenge from hexadecimal back to binary */
 232
 233         hex2bin(buffer, buffer, len);
 234
 235         /* Decrypt the meta key */
 236
 237         if(RSA_private_decrypt(len, buffer, c->inkey, myself->connection->rsa_key, RSA_NO_PADDING) != len) {    /* See challenge() */
 238                 logger(LOG_ERR, _("Error during encryption of meta key for %s (%s)"),
 239                            c->name, c->hostname);
 240                 return false;
 241         }
 242
 243         ifdebug(SCARY_THINGS) {
 244                 bin2hex(c->inkey, buffer, len);
 245                 buffer[len * 2] = '\0';
 246                 logger(LOG_DEBUG, _("Received random meta key (unencrypted): %s"), buffer);
 247         }
 248
 249         /* All incoming requests will now be encrypted. */
 250
 251         /* Check and lookup cipher and digest algorithms */
 252
 253         if(cipher) {
 254                 c->incipher = EVP_get_cipherbynid(cipher);
 255
 256                 if(!c->incipher) {
 257                         logger(LOG_ERR, _("%s (%s) uses unknown cipher!"), c->name, c->hostname);
 258                         return false;
 259                 }
 260
 261                 if(!EVP_DecryptInit(c->inctx, c->incipher,
 262                                         c->inkey + len - c->incipher->key_len,
 263                                         c->inkey + len - c->incipher->key_len -
 264                                         c->incipher->iv_len)) {
 265                         logger(LOG_ERR, _("Error during initialisation of cipher from %s (%s): %s"),
 266                                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 267                         return false;
 268                 }
 269
 270                 c->status.decryptin = true;
 271         } else {
 272                 c->incipher = NULL;
 273         }
 274
 275         c->inmaclength = maclength;
 276
 277         if(digest) {
 278                 c->indigest = EVP_get_digestbynid(digest);
 279
 280                 if(!c->indigest) {
 281                         logger(LOG_ERR, _("Node %s (%s) uses unknown digest!"), c->name, c->hostname);
 282                         return false;
 283                 }
 284
 285                 if(c->inmaclength > c->indigest->md_size || c->inmaclength < 0) {
 286                         logger(LOG_ERR, _("%s (%s) uses bogus MAC length!"), c->name, c->hostname);
 287                         return false;
 288                 }
 289         } else {
 290                 c->indigest = NULL;
 291         }
 292
 293         c->incompression = compression;
 294
 295         c->allow_request = CHALLENGE;
 296
 297         return send_challenge(c);
 298 }
 299
 300 bool send_challenge(connection_t *c)
 301 {
 302         char buffer[MAX_STRING_SIZE];
 303         int len;
 304
 305         cp();
 306
 307         /* CHECKME: what is most reasonable value for len? */
 308
 309         len = RSA_size(c->rsa_key);
 310
 311         /* Allocate buffers for the challenge */
 312
 313         if(!c->hischallenge)
 314                 c->hischallenge = xmalloc(len);
 315
 316         /* Copy random data to the buffer */
 317
 318         RAND_pseudo_bytes(c->hischallenge, len);
 319
 320         /* Convert to hex */
 321
 322         bin2hex(c->hischallenge, buffer, len);
 323         buffer[len * 2] = '\0';
 324
 325         /* Send the challenge */
 326
 327         return send_request(c, "%d %s", CHALLENGE, buffer);
 328 }
 329
 330 bool challenge_h(connection_t *c)
 331 {
 332         char buffer[MAX_STRING_SIZE];
 333         int len;
 334
 335         cp();
 336
 337         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING, buffer) != 1) {
 338                 logger(LOG_ERR, _("Got bad %s from %s (%s)"), "CHALLENGE", c->name,
 339                            c->hostname);
 340                 return false;
 341         }
 342
 343         len = RSA_size(myself->connection->rsa_key);
 344
 345         /* Check if the length of the challenge is all right */
 346
 347         if(strlen(buffer) != len * 2) {
 348                 logger(LOG_ERR, _("Possible intruder %s (%s): %s"), c->name,
 349                            c->hostname, "wrong challenge length");
 350                 return false;
 351         }
 352
 353         /* Allocate buffers for the challenge */
 354
 355         if(!c->mychallenge)
 356                 c->mychallenge = xmalloc(len);
 357
 358         /* Convert the challenge from hexadecimal back to binary */
 359
 360         hex2bin(buffer, c->mychallenge, len);
 361
 362         c->allow_request = CHAL_REPLY;
 363
 364         /* Rest is done by send_chal_reply() */
 365
 366         return send_chal_reply(c);
 367 }
 368
 369 bool send_chal_reply(connection_t *c)
 370 {
 371         char hash[EVP_MAX_MD_SIZE * 2 + 1];
 372         EVP_MD_CTX ctx;
 373
 374         cp();
 375
 376         /* Calculate the hash from the challenge we received */
 377
 378         if(!EVP_DigestInit(&ctx, c->indigest)
 379                         || !EVP_DigestUpdate(&ctx, c->mychallenge, RSA_size(myself->connection->rsa_key))
 380                         || !EVP_DigestFinal(&ctx, hash, NULL)) {
 381                 logger(LOG_ERR, _("Error during calculation of response for %s (%s): %s"),
 382                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 383                 return false;
 384         }
 385
 386         /* Convert the hash to a hexadecimal formatted string */
 387
 388         bin2hex(hash, hash, c->indigest->md_size);
 389         hash[c->indigest->md_size * 2] = '\0';
 390
 391         /* Send the reply */
 392
 393         return send_request(c, "%d %s", CHAL_REPLY, hash);
 394 }
 395
 396 bool chal_reply_h(connection_t *c)
 397 {
 398         char hishash[MAX_STRING_SIZE];
 399         char myhash[EVP_MAX_MD_SIZE];
 400         EVP_MD_CTX ctx;
 401
 402         cp();
 403
 404         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING, hishash) != 1) {
 405                 logger(LOG_ERR, _("Got bad %s from %s (%s)"), "CHAL_REPLY", c->name,
 406                            c->hostname);
 407                 return false;
 408         }
 409
 410         /* Check if the length of the hash is all right */
 411
 412         if(strlen(hishash) != c->outdigest->md_size * 2) {
 413                 logger(LOG_ERR, _("Possible intruder %s (%s): %s"), c->name,
 414                            c->hostname, _("wrong challenge reply length"));
 415                 return false;
 416         }
 417
 418         /* Convert the hash to binary format */
 419
 420         hex2bin(hishash, hishash, c->outdigest->md_size);
 421
 422         /* Calculate the hash from the challenge we sent */
 423
 424         if(!EVP_DigestInit(&ctx, c->outdigest)
 425                         || !EVP_DigestUpdate(&ctx, c->hischallenge, RSA_size(c->rsa_key))
 426                         || !EVP_DigestFinal(&ctx, myhash, NULL)) {
 427                 logger(LOG_ERR, _("Error during calculation of response from %s (%s): %s"),
 428                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 429                 return false;
 430         }
 431
 432         /* Verify the incoming hash with the calculated hash */
 433
 434         if(memcmp(hishash, myhash, c->outdigest->md_size)) {
 435                 logger(LOG_ERR, _("Possible intruder %s (%s): %s"), c->name,
 436                            c->hostname, _("wrong challenge reply"));
 437
 438                 ifdebug(SCARY_THINGS) {
 439                         bin2hex(myhash, hishash, SHA_DIGEST_LENGTH);
 440                         hishash[SHA_DIGEST_LENGTH * 2] = '\0';
 441                         logger(LOG_DEBUG, _("Expected challenge reply: %s"), hishash);
 442                 }
 443
 444                 return false;
 445         }
 446
 447         /* Identity has now been positively verified.
 448            Send an acknowledgement with the rest of the information needed.
 449          */
 450
 451         c->allow_request = ACK;
 452
 453         return send_ack(c);
 454 }
 455
 456 bool send_ack(connection_t *c)
 457 {
 458         /* ACK message contains rest of the information the other end needs
 459            to create node_t and edge_t structures. */
 460
 461         struct timeval now;
 462         bool choice;
 463
 464         cp();
 465
 466         /* Estimate weight */
 467
 468         gettimeofday(&now, NULL);
 469         c->estimated_weight = (now.tv_sec - c->start.tv_sec) * 1000 + (now.tv_usec - c->start.tv_usec) / 1000;
 470
 471         /* Check some options */
 472
 473         if((get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "IndirectData"), &choice) && choice) || myself->options & OPTION_INDIRECT)
 474                 c->options |= OPTION_INDIRECT;
 475
 476         if((get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "TCPOnly"), &choice) && choice) || myself->options & OPTION_TCPONLY)
 477                 c->options |= OPTION_TCPONLY | OPTION_INDIRECT;
 478
 479         if((get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "PMTUDiscovery"), &choice) && choice) || myself->options & OPTION_PMTU_DISCOVERY)
 480                 c->options |= OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 481
 482         get_config_int(lookup_config(c->config_tree, "Weight"), &c->estimated_weight);
 483
 484         return send_request(c, "%d %s %d %lx", ACK, myport, c->estimated_weight, c->options);
 485 }
 486
 487 static void send_everything(connection_t *c)
 488 {
 489         avl_node_t *node, *node2;
 490         node_t *n;
 491         subnet_t *s;
 492         edge_t *e;
 493
 494         /* Send all known subnets and edges */
 495
 496         if(tunnelserver) {
 497                 for(node = myself->subnet_tree->head; node; node = node->next) {
 498                         s = node->data;
 499                         send_add_subnet(c, s);
 500                 }
 501
 502                 return;
 503         }
 504
 505         for(node = node_tree->head; node; node = node->next) {
 506                 n = node->data;
 507
 508                 for(node2 = n->subnet_tree->head; node2; node2 = node2->next) {
 509                         s = node2->data;
 510                         send_add_subnet(c, s);
 511                 }
 512
 513                 for(node2 = n->edge_tree->head; node2; node2 = node2->next) {
 514                         e = node2->data;
 515                         send_add_edge(c, e);
 516                 }
 517         }
 518 }
 519
 520 bool ack_h(connection_t *c)
 521 {
 522         char hisport[MAX_STRING_SIZE];
 523         char *hisaddress, *dummy;
 524         int weight, mtu;
 525         long int options;
 526         node_t *n;
 527
 528         cp();
 529
 530         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING " %d %lx", hisport, &weight, &options) != 3) {
 531                 logger(LOG_ERR, _("Got bad %s from %s (%s)"), "ACK", c->name,
 532                            c->hostname);
 533                 return false;
 534         }
 535
 536         /* Check if we already have a node_t for him */
 537
 538         n = lookup_node(c->name);
 539
 540         if(!n) {
 541                 n = new_node();
 542                 n->name = xstrdup(c->name);
 543                 node_add(n);
 544         } else {
 545                 if(n->connection) {
 546                         /* Oh dear, we already have a connection to this node. */
 547                         ifdebug(CONNECTIONS) logger(LOG_DEBUG, _("Established a second connection with %s (%s), closing old connection"),
 548                                            n->name, n->hostname);
 549                         terminate_connection(n->connection, false);
 550                         /* Run graph algorithm to purge key and make sure up/down scripts are rerun with new IP addresses and stuff */
 551                         graph();
 552                 }
 553         }
 554
 555         n->connection = c;
 556         c->node = n;
 557         c->options |= options;
 558
 559         if(get_config_int(lookup_config(c->config_tree, "PMTU"), &mtu) && mtu < n->mtu)
 560                 n->mtu = mtu;
 561
 562         if(get_config_int(lookup_config(myself->connection->config_tree, "PMTU"), &mtu) && mtu < n->mtu)
 563                 n->mtu = mtu;
 564
 565         /* Activate this connection */
 566
 567         c->allow_request = ALL;
 568         c->status.active = true;
 569
 570         ifdebug(CONNECTIONS) logger(LOG_NOTICE, _("Connection with %s (%s) activated"), c->name,
 571                            c->hostname);
 572
 573         /* Send him everything we know */
 574
 575         send_everything(c);
 576
 577         /* Create an edge_t for this connection */
 578
 579         c->edge = new_edge();
 580         cp();
 581         c->edge->from = myself;
 582         c->edge->to = n;
 583         sockaddr2str(&c->address, &hisaddress, &dummy);
 584         c->edge->address = str2sockaddr(hisaddress, hisport);
 585         free(hisaddress);
 586         free(dummy);
 587         c->edge->weight = (weight + c->estimated_weight) / 2;
 588         c->edge->connection = c;
 589         c->edge->options = c->options;
 590
 591         edge_add(c->edge);
 592
 593         /* Notify everyone of the new edge */
 594
 595         if(tunnelserver)
 596                 send_add_edge(c, c->edge);
 597         else
 598                 send_add_edge(broadcast, c->edge);
 599
 600         /* Run MST and SSSP algorithms */
 601
 602         graph();
 603
 604         return true;
 605 }