src/protocol_auth.c

   1 /*
   2     protocol_auth.c -- handle the meta-protocol, authentication
   3     Copyright (C) 1999-2005 Ivo Timmermans,
   4                   2000-2009 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 {
  43         cp();
  44
  45         return send_request(c, "%d %s %d", ID, myself->connection->name,
  46                                                 myself->connection->protocol_version);
  47 }
  48
  49 bool id_h(connection_t *c)
  50 {
  51         char name[MAX_STRING_SIZE];
  52
  53         cp();
  54
  55         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING " %d", name, &c->protocol_version) != 2) {
  56                 logger(LOG_ERR, _("Got bad %s from %s (%s)"), "ID", c->name,
  57                            c->hostname);
  58                 return false;
  59         }
  60
  61         /* Check if identity is a valid name */
  62
  63         if(!check_id(name)) {
  64                 logger(LOG_ERR, _("Got bad %s from %s (%s): %s"), "ID", c->name,
  65                            c->hostname, "invalid name");
  66                 return false;
  67         }
  68
  69         /* If this is an outgoing connection, make sure we are connected to the right host */
  70
  71         if(c->outgoing) {
  72                 if(strcmp(c->name, name)) {
  73                         logger(LOG_ERR, _("Peer %s is %s instead of %s"), c->hostname, name,
  74                                    c->name);
  75                         return false;
  76                 }
  77         } else {
  78                 if(c->name)
  79                         free(c->name);
  80                 c->name = xstrdup(name);
  81         }
  82
  83         /* Check if version matches */
  84
  85         if(c->protocol_version != myself->connection->protocol_version) {
  86                 logger(LOG_ERR, _("Peer %s (%s) uses incompatible version %d"),
  87                            c->name, c->hostname, c->protocol_version);
  88                 return false;
  89         }
  90
  91         if(bypass_security) {
  92                 if(!c->config_tree)
  93                         init_configuration(&c->config_tree);
  94                 c->allow_request = ACK;
  95                 return send_ack(c);
  96         }
  97
  98         if(!c->config_tree) {
  99                 init_configuration(&c->config_tree);
 100
 101                 if(!read_connection_config(c)) {
 102                         logger(LOG_ERR, _("Peer %s had unknown identity (%s)"), c->hostname,
 103                                    c->name);
 104                         return false;
 105                 }
 106         }
 107
 108         if(!read_rsa_public_key(c)) {
 109                 return false;
 110         }
 111
 112         c->allow_request = METAKEY;
 113
 114         return send_metakey(c);
 115 }
 116
 117 bool send_metakey(connection_t *c)
 118 {
 119         char *buffer;
 120         int len;
 121         bool x;
 122
 123         cp();
 124
 125         len = RSA_size(c->rsa_key);
 126
 127         /* Allocate buffers for the meta key */
 128
 129         buffer = alloca(2 * len + 1);
 130
 131         c->outkey = xrealloc(c->outkey, len);
 132
 133         if(!c->outctx)
 134                 c->outctx = xmalloc_and_zero(sizeof(*c->outctx));
 135         cp();
 136         /* Copy random data to the buffer */
 137
 138         RAND_pseudo_bytes((unsigned char *)c->outkey, len);
 139
 140         /* The message we send must be smaller than the modulus of the RSA key.
 141            By definition, for a key of k bits, the following formula holds:
 142
 143            2^(k-1) <= modulus < 2^(k)
 144
 145            Where ^ means "to the power of", not "xor".
 146            This means that to be sure, we must choose our message < 2^(k-1).
 147            This can be done by setting the most significant bit to zero.
 148          */
 149
 150         c->outkey[0] &= 0x7F;
 151
 152         ifdebug(SCARY_THINGS) {
 153                 bin2hex(c->outkey, buffer, len);
 154                 buffer[len * 2] = '\0';
 155                 logger(LOG_DEBUG, _("Generated random meta key (unencrypted): %s"),
 156                            buffer);
 157         }
 158
 159         /* Encrypt the random data
 160
 161            We do not use one of the PKCS padding schemes here.
 162            This is allowed, because we encrypt a totally random string
 163            with a length equal to that of the modulus of the RSA key.
 164          */
 165
 166         if(RSA_public_encrypt(len, (unsigned char *)c->outkey, (unsigned char *)buffer, c->rsa_key, RSA_NO_PADDING) != len) {
 167                 logger(LOG_ERR, _("Error during encryption of meta key for %s (%s)"),
 168                            c->name, c->hostname);
 169                 return false;
 170         }
 171
 172         /* Convert the encrypted random data to a hexadecimal formatted string */
 173
 174         bin2hex(buffer, buffer, len);
 175         buffer[len * 2] = '\0';
 176
 177         /* Send the meta key */
 178
 179         x = send_request(c, "%d %d %d %d %d %s", METAKEY,
 180                                          c->outcipher ? c->outcipher->nid : 0,
 181                                          c->outdigest ? c->outdigest->type : 0, c->outmaclength,
 182                                          c->outcompression, buffer);
 183
 184         /* Further outgoing requests are encrypted with the key we just generated */
 185
 186         if(c->outcipher) {
 187                 if(!EVP_EncryptInit(c->outctx, c->outcipher,
 188                                         (unsigned char *)c->outkey + len - c->outcipher->key_len,
 189                                         (unsigned char *)c->outkey + len - c->outcipher->key_len -
 190                                         c->outcipher->iv_len)) {
 191                         logger(LOG_ERR, _("Error during initialisation of cipher for %s (%s): %s"),
 192                                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 193                         return false;
 194                 }
 195
 196                 c->status.encryptout = true;
 197         }
 198
 199         return x;
 200 }
 201
 202 bool metakey_h(connection_t *c)
 203 {
 204         char buffer[MAX_STRING_SIZE];
 205         int cipher, digest, maclength, compression;
 206         int len;
 207
 208         cp();
 209
 210         if(sscanf(c->buffer, "%*d %d %d %d %d " MAX_STRING, &cipher, &digest, &maclength, &compression, buffer) != 5) {
 211                 logger(LOG_ERR, _("Got bad %s from %s (%s)"), "METAKEY", c->name,
 212                            c->hostname);
 213                 return false;
 214         }
 215
 216         len = RSA_size(myself->connection->rsa_key);
 217
 218         /* Check if the length of the meta key is all right */
 219
 220         if(strlen(buffer) != len * 2) {
 221                 logger(LOG_ERR, _("Possible intruder %s (%s): %s"), c->name, c->hostname, "wrong keylength");
 222                 return false;
 223         }
 224
 225         /* Allocate buffers for the meta key */
 226
 227         c->inkey = xrealloc(c->inkey, len);
 228
 229         if(!c->inctx)
 230                 c->inctx = xmalloc_and_zero(sizeof(*c->inctx));
 231
 232         /* Convert the challenge from hexadecimal back to binary */
 233
 234         hex2bin(buffer, buffer, len);
 235
 236         /* Decrypt the meta key */
 237
 238         if(RSA_private_decrypt(len, (unsigned char *)buffer, (unsigned char *)c->inkey, myself->connection->rsa_key, RSA_NO_PADDING) != len) {  /* See challenge() */
 239                 logger(LOG_ERR, _("Error during decryption of meta key for %s (%s)"),
 240                            c->name, c->hostname);
 241                 return false;
 242         }
 243
 244         ifdebug(SCARY_THINGS) {
 245                 bin2hex(c->inkey, buffer, len);
 246                 buffer[len * 2] = '\0';
 247                 logger(LOG_DEBUG, _("Received random meta key (unencrypted): %s"), buffer);
 248         }
 249
 250         /* All incoming requests will now be encrypted. */
 251
 252         /* Check and lookup cipher and digest algorithms */
 253
 254         if(cipher) {
 255                 c->incipher = EVP_get_cipherbynid(cipher);
 256
 257                 if(!c->incipher) {
 258                         logger(LOG_ERR, _("%s (%s) uses unknown cipher!"), c->name, c->hostname);
 259                         return false;
 260                 }
 261
 262                 if(!EVP_DecryptInit(c->inctx, c->incipher,
 263                                         (unsigned char *)c->inkey + len - c->incipher->key_len,
 264                                         (unsigned char *)c->inkey + len - c->incipher->key_len -
 265                                         c->incipher->iv_len)) {
 266                         logger(LOG_ERR, _("Error during initialisation of cipher from %s (%s): %s"),
 267                                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 268                         return false;
 269                 }
 270
 271                 c->status.decryptin = true;
 272         } else {
 273                 c->incipher = NULL;
 274         }
 275
 276         c->inmaclength = maclength;
 277
 278         if(digest) {
 279                 c->indigest = EVP_get_digestbynid(digest);
 280
 281                 if(!c->indigest) {
 282                         logger(LOG_ERR, _("Node %s (%s) uses unknown digest!"), c->name, c->hostname);
 283                         return false;
 284                 }
 285
 286                 if(c->inmaclength > c->indigest->md_size || c->inmaclength < 0) {
 287                         logger(LOG_ERR, _("%s (%s) uses bogus MAC length!"), c->name, c->hostname);
 288                         return false;
 289                 }
 290         } else {
 291                 c->indigest = NULL;
 292         }
 293
 294         c->incompression = compression;
 295
 296         c->allow_request = CHALLENGE;
 297
 298         return send_challenge(c);
 299 }
 300
 301 bool send_challenge(connection_t *c)
 302 {
 303         char *buffer;
 304         int len;
 305
 306         cp();
 307
 308         /* CHECKME: what is most reasonable value for len? */
 309
 310         len = RSA_size(c->rsa_key);
 311
 312         /* Allocate buffers for the challenge */
 313
 314         buffer = alloca(2 * len + 1);
 315
 316         c->hischallenge = xrealloc(c->hischallenge, len);
 317
 318         /* Copy random data to the buffer */
 319
 320         RAND_pseudo_bytes((unsigned char *)c->hischallenge, len);
 321
 322         /* Convert to hex */
 323
 324         bin2hex(c->hischallenge, buffer, len);
 325         buffer[len * 2] = '\0';
 326
 327         /* Send the challenge */
 328
 329         return send_request(c, "%d %s", CHALLENGE, buffer);
 330 }
 331
 332 bool challenge_h(connection_t *c)
 333 {
 334         char buffer[MAX_STRING_SIZE];
 335         int len;
 336
 337         cp();
 338
 339         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING, buffer) != 1) {
 340                 logger(LOG_ERR, _("Got bad %s from %s (%s)"), "CHALLENGE", c->name,
 341                            c->hostname);
 342                 return false;
 343         }
 344
 345         len = RSA_size(myself->connection->rsa_key);
 346
 347         /* Check if the length of the challenge is all right */
 348
 349         if(strlen(buffer) != len * 2) {
 350                 logger(LOG_ERR, _("Possible intruder %s (%s): %s"), c->name,
 351                            c->hostname, "wrong challenge length");
 352                 return false;
 353         }
 354
 355         /* Allocate buffers for the challenge */
 356
 357         c->mychallenge = xrealloc(c->mychallenge, len);
 358
 359         /* Convert the challenge from hexadecimal back to binary */
 360
 361         hex2bin(buffer, c->mychallenge, len);
 362
 363         c->allow_request = CHAL_REPLY;
 364
 365         /* Rest is done by send_chal_reply() */
 366
 367         return send_chal_reply(c);
 368 }
 369
 370 bool send_chal_reply(connection_t *c)
 371 {
 372         char hash[EVP_MAX_MD_SIZE * 2 + 1];
 373         EVP_MD_CTX ctx;
 374
 375         cp();
 376
 377         /* Calculate the hash from the challenge we received */
 378
 379         if(!EVP_DigestInit(&ctx, c->indigest)
 380                         || !EVP_DigestUpdate(&ctx, c->mychallenge, RSA_size(myself->connection->rsa_key))
 381                         || !EVP_DigestFinal(&ctx, (unsigned char *)hash, NULL)) {
 382                 logger(LOG_ERR, _("Error during calculation of response for %s (%s): %s"),
 383                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 384                 return false;
 385         }
 386
 387         /* Convert the hash to a hexadecimal formatted string */
 388
 389         bin2hex(hash, hash, c->indigest->md_size);
 390         hash[c->indigest->md_size * 2] = '\0';
 391
 392         /* Send the reply */
 393
 394         return send_request(c, "%d %s", CHAL_REPLY, hash);
 395 }
 396
 397 bool chal_reply_h(connection_t *c)
 398 {
 399         char hishash[MAX_STRING_SIZE];
 400         char myhash[EVP_MAX_MD_SIZE];
 401         EVP_MD_CTX ctx;
 402
 403         cp();
 404
 405         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING, hishash) != 1) {
 406                 logger(LOG_ERR, _("Got bad %s from %s (%s)"), "CHAL_REPLY", c->name,
 407                            c->hostname);
 408                 return false;
 409         }
 410
 411         /* Check if the length of the hash is all right */
 412
 413         if(strlen(hishash) != c->outdigest->md_size * 2) {
 414                 logger(LOG_ERR, _("Possible intruder %s (%s): %s"), c->name,
 415                            c->hostname, _("wrong challenge reply length"));
 416                 return false;
 417         }
 418
 419         /* Convert the hash to binary format */
 420
 421         hex2bin(hishash, hishash, c->outdigest->md_size);
 422
 423         /* Calculate the hash from the challenge we sent */
 424
 425         if(!EVP_DigestInit(&ctx, c->outdigest)
 426                         || !EVP_DigestUpdate(&ctx, c->hischallenge, RSA_size(c->rsa_key))
 427                         || !EVP_DigestFinal(&ctx, (unsigned char *)myhash, NULL)) {
 428                 logger(LOG_ERR, _("Error during calculation of response from %s (%s): %s"),
 429                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 430                 return false;
 431         }
 432
 433         /* Verify the incoming hash with the calculated hash */
 434
 435         if(memcmp(hishash, myhash, c->outdigest->md_size)) {
 436                 logger(LOG_ERR, _("Possible intruder %s (%s): %s"), c->name,
 437                            c->hostname, _("wrong challenge reply"));
 438
 439                 ifdebug(SCARY_THINGS) {
 440                         bin2hex(myhash, hishash, SHA_DIGEST_LENGTH);
 441                         hishash[SHA_DIGEST_LENGTH * 2] = '\0';
 442                         logger(LOG_DEBUG, _("Expected challenge reply: %s"), hishash);
 443                 }
 444
 445                 return false;
 446         }
 447
 448         /* Identity has now been positively verified.
 449            Send an acknowledgement with the rest of the information needed.
 450          */
 451
 452         c->allow_request = ACK;
 453
 454         return send_ack(c);
 455 }
 456
 457 bool send_ack(connection_t *c)
 458 {
 459         /* ACK message contains rest of the information the other end needs
 460            to create node_t and edge_t structures. */
 461
 462         struct timeval now;
 463         bool choice;
 464
 465         cp();
 466
 467         /* Estimate weight */
 468
 469         gettimeofday(&now, NULL);
 470         c->estimated_weight = (now.tv_sec - c->start.tv_sec) * 1000 + (now.tv_usec - c->start.tv_usec) / 1000;
 471
 472         /* Check some options */
 473
 474         if((get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "IndirectData"), &choice) && choice) || myself->options & OPTION_INDIRECT)
 475                 c->options |= OPTION_INDIRECT;
 476
 477         if((get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "TCPOnly"), &choice) && choice) || myself->options & OPTION_TCPONLY)
 478                 c->options |= OPTION_TCPONLY | OPTION_INDIRECT;
 479
 480         if(myself->options & OPTION_PMTU_DISCOVERY)
 481                 c->options |= OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 482
 483         get_config_int(lookup_config(c->config_tree, "Weight"), &c->estimated_weight);
 484
 485         return send_request(c, "%d %s %d %lx", ACK, myport, c->estimated_weight, c->options);
 486 }
 487
 488 static void send_everything(connection_t *c)
 489 {
 490         avl_node_t *node, *node2;
 491         node_t *n;
 492         subnet_t *s;
 493         edge_t *e;
 494
 495         /* Send all known subnets and edges */
 496
 497         if(tunnelserver) {
 498                 for(node = myself->subnet_tree->head; node; node = node->next) {
 499                         s = node->data;
 500                         send_add_subnet(c, s);
 501                 }
 502
 503                 return;
 504         }
 505
 506         for(node = node_tree->head; node; node = node->next) {
 507                 n = node->data;
 508
 509                 for(node2 = n->subnet_tree->head; node2; node2 = node2->next) {
 510                         s = node2->data;
 511                         send_add_subnet(c, s);
 512                 }
 513
 514                 for(node2 = n->edge_tree->head; node2; node2 = node2->next) {
 515                         e = node2->data;
 516                         send_add_edge(c, e);
 517                 }
 518         }
 519 }
 520
 521 bool ack_h(connection_t *c)
 522 {
 523         char hisport[MAX_STRING_SIZE];
 524         char *hisaddress, *dummy;
 525         int weight, mtu;
 526         long int options;
 527         node_t *n;
 528
 529         cp();
 530
 531         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING " %d %lx", hisport, &weight, &options) != 3) {
 532                 logger(LOG_ERR, _("Got bad %s from %s (%s)"), "ACK", c->name,
 533                            c->hostname);
 534                 return false;
 535         }
 536
 537         /* Check if we already have a node_t for him */
 538
 539         n = lookup_node(c->name);
 540
 541         if(!n) {
 542                 n = new_node();
 543                 n->name = xstrdup(c->name);
 544                 node_add(n);
 545         } else {
 546                 if(n->connection) {
 547                         /* Oh dear, we already have a connection to this node. */
 548                         ifdebug(CONNECTIONS) logger(LOG_DEBUG, _("Established a second connection with %s (%s), closing old connection"),
 549                                            n->name, n->hostname);
 550                         terminate_connection(n->connection, false);
 551                         /* Run graph algorithm to purge key and make sure up/down scripts are rerun with new IP addresses and stuff */
 552                         graph();
 553                 }
 554         }
 555
 556         n->connection = c;
 557         c->node = n;
 558         if(!(c->options & options & OPTION_PMTU_DISCOVERY)) {
 559                 c->options &= ~OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 560                 options &= ~OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 561         }
 562         c->options |= options;
 563
 564         if(get_config_int(lookup_config(c->config_tree, "PMTU"), &mtu) && mtu < n->mtu)
 565                 n->mtu = mtu;
 566
 567         if(get_config_int(lookup_config(myself->connection->config_tree, "PMTU"), &mtu) && mtu < n->mtu)
 568                 n->mtu = mtu;
 569
 570         /* Activate this connection */
 571
 572         c->allow_request = ALL;
 573         c->status.active = true;
 574
 575         ifdebug(CONNECTIONS) logger(LOG_NOTICE, _("Connection with %s (%s) activated"), c->name,
 576                            c->hostname);
 577
 578         /* Send him everything we know */
 579
 580         send_everything(c);
 581
 582         /* Create an edge_t for this connection */
 583
 584         c->edge = new_edge();
 585         cp();
 586         c->edge->from = myself;
 587         c->edge->to = n;
 588         sockaddr2str(&c->address, &hisaddress, &dummy);
 589         c->edge->address = str2sockaddr(hisaddress, hisport);
 590         free(hisaddress);
 591         free(dummy);
 592         c->edge->weight = (weight + c->estimated_weight) / 2;
 593         c->edge->connection = c;
 594         c->edge->options = c->options;
 595
 596         edge_add(c->edge);
 597
 598         /* Notify everyone of the new edge */
 599
 600         if(tunnelserver)
 601                 send_add_edge(c, c->edge);
 602         else
 603                 send_add_edge(broadcast, c->edge);
 604
 605         /* Run MST and SSSP algorithms */
 606
 607         graph();
 608
 609         return true;
 610 }