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
  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 this is an outgoing connection, make sure we are connected to the right host */
  72
  73         if(c->outgoing) {
  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                 if(c->name)
  81                         free(c->name);
  82                 c->name = xstrdup(name);
  83         }
  84
  85         /* Check if version matches */
  86
  87         if(c->protocol_version != myself->connection->protocol_version) {
  88                 logger(LOG_ERR, _("Peer %s (%s) uses incompatible version %d"),
  89                            c->name, c->hostname, c->protocol_version);
  90                 return false;
  91         }
  92
  93         if(bypass_security) {
  94                 if(!c->config_tree)
  95                         init_configuration(&c->config_tree);
  96                 c->allow_request = ACK;
  97                 return send_ack(c);
  98         }
  99
 100         if(!c->config_tree) {
 101                 init_configuration(&c->config_tree);
 102
 103                 if(!read_connection_config(c)) {
 104                         logger(LOG_ERR, _("Peer %s had unknown identity (%s)"), c->hostname,
 105                                    c->name);
 106                         return false;
 107                 }
 108         }
 109
 110         if(!read_rsa_public_key(c)) {
 111                 return false;
 112         }
 113
 114         c->allow_request = METAKEY;
 115
 116         return send_metakey(c);
 117 }
 118
 119 bool send_metakey(connection_t *c)
 120 {
 121         char *buffer;
 122         int len;
 123         bool x;
 124
 125         cp();
 126
 127         len = RSA_size(c->rsa_key);
 128
 129         /* Allocate buffers for the meta key */
 130
 131         buffer = alloca(2 * len + 1);
 132
 133         c->outkey = xrealloc(c->outkey, len);
 134
 135         if(!c->outctx)
 136                 c->outctx = xmalloc_and_zero(sizeof(*c->outctx));
 137         cp();
 138         /* Copy random data to the buffer */
 139
 140         RAND_pseudo_bytes((unsigned char *)c->outkey, len);
 141
 142         /* The message we send must be smaller than the modulus of the RSA key.
 143            By definition, for a key of k bits, the following formula holds:
 144
 145            2^(k-1) <= modulus < 2^(k)
 146
 147            Where ^ means "to the power of", not "xor".
 148            This means that to be sure, we must choose our message < 2^(k-1).
 149            This can be done by setting the most significant bit to zero.
 150          */
 151
 152         c->outkey[0] &= 0x7F;
 153
 154         ifdebug(SCARY_THINGS) {
 155                 bin2hex(c->outkey, buffer, len);
 156                 buffer[len * 2] = '\0';
 157                 logger(LOG_DEBUG, _("Generated random meta key (unencrypted): %s"),
 158                            buffer);
 159         }
 160
 161         /* Encrypt the random data
 162
 163            We do not use one of the PKCS padding schemes here.
 164            This is allowed, because we encrypt a totally random string
 165            with a length equal to that of the modulus of the RSA key.
 166          */
 167
 168         if(RSA_public_encrypt(len, (unsigned char *)c->outkey, (unsigned char *)buffer, c->rsa_key, RSA_NO_PADDING) != len) {
 169                 logger(LOG_ERR, _("Error during encryption of meta key for %s (%s)"),
 170                            c->name, c->hostname);
 171                 return false;
 172         }
 173
 174         /* Convert the encrypted random data to a hexadecimal formatted string */
 175
 176         bin2hex(buffer, buffer, len);
 177         buffer[len * 2] = '\0';
 178
 179         /* Send the meta key */
 180
 181         x = send_request(c, "%d %d %d %d %d %s", METAKEY,
 182                                          c->outcipher ? c->outcipher->nid : 0,
 183                                          c->outdigest ? c->outdigest->type : 0, c->outmaclength,
 184                                          c->outcompression, buffer);
 185
 186         /* Further outgoing requests are encrypted with the key we just generated */
 187
 188         if(c->outcipher) {
 189                 if(!EVP_EncryptInit(c->outctx, c->outcipher,
 190                                         (unsigned char *)c->outkey + len - c->outcipher->key_len,
 191                                         (unsigned char *)c->outkey + len - c->outcipher->key_len -
 192                                         c->outcipher->iv_len)) {
 193                         logger(LOG_ERR, _("Error during initialisation of cipher for %s (%s): %s"),
 194                                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 195                         return false;
 196                 }
 197
 198                 c->status.encryptout = true;
 199         }
 200
 201         return x;
 202 }
 203
 204 bool metakey_h(connection_t *c)
 205 {
 206         char buffer[MAX_STRING_SIZE];
 207         int cipher, digest, maclength, compression;
 208         int len;
 209
 210         cp();
 211
 212         if(sscanf(c->buffer, "%*d %d %d %d %d " MAX_STRING, &cipher, &digest, &maclength, &compression, buffer) != 5) {
 213                 logger(LOG_ERR, _("Got bad %s from %s (%s)"), "METAKEY", c->name,
 214                            c->hostname);
 215                 return false;
 216         }
 217
 218         len = RSA_size(myself->connection->rsa_key);
 219
 220         /* Check if the length of the meta key is all right */
 221
 222         if(strlen(buffer) != len * 2) {
 223                 logger(LOG_ERR, _("Possible intruder %s (%s): %s"), c->name, c->hostname, "wrong keylength");
 224                 return false;
 225         }
 226
 227         /* Allocate buffers for the meta key */
 228
 229         c->inkey = xrealloc(c->inkey, len);
 230
 231         if(!c->inctx)
 232                 c->inctx = xmalloc_and_zero(sizeof(*c->inctx));
 233
 234         /* Convert the challenge from hexadecimal back to binary */
 235
 236         hex2bin(buffer, buffer, len);
 237
 238         /* Decrypt the meta key */
 239
 240         if(RSA_private_decrypt(len, (unsigned char *)buffer, (unsigned char *)c->inkey, myself->connection->rsa_key, RSA_NO_PADDING) != len) {  /* See challenge() */
 241                 logger(LOG_ERR, _("Error during decryption of meta key for %s (%s)"),
 242                            c->name, c->hostname);
 243                 return false;
 244         }
 245
 246         ifdebug(SCARY_THINGS) {
 247                 bin2hex(c->inkey, buffer, len);
 248                 buffer[len * 2] = '\0';
 249                 logger(LOG_DEBUG, _("Received random meta key (unencrypted): %s"), buffer);
 250         }
 251
 252         /* All incoming requests will now be encrypted. */
 253
 254         /* Check and lookup cipher and digest algorithms */
 255
 256         if(cipher) {
 257                 c->incipher = EVP_get_cipherbynid(cipher);
 258
 259                 if(!c->incipher) {
 260                         logger(LOG_ERR, _("%s (%s) uses unknown cipher!"), c->name, c->hostname);
 261                         return false;
 262                 }
 263
 264                 if(!EVP_DecryptInit(c->inctx, c->incipher,
 265                                         (unsigned char *)c->inkey + len - c->incipher->key_len,
 266                                         (unsigned char *)c->inkey + len - c->incipher->key_len -
 267                                         c->incipher->iv_len)) {
 268                         logger(LOG_ERR, _("Error during initialisation of cipher from %s (%s): %s"),
 269                                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 270                         return false;
 271                 }
 272
 273                 c->status.decryptin = true;
 274         } else {
 275                 c->incipher = NULL;
 276         }
 277
 278         c->inmaclength = maclength;
 279
 280         if(digest) {
 281                 c->indigest = EVP_get_digestbynid(digest);
 282
 283                 if(!c->indigest) {
 284                         logger(LOG_ERR, _("Node %s (%s) uses unknown digest!"), c->name, c->hostname);
 285                         return false;
 286                 }
 287
 288                 if(c->inmaclength > c->indigest->md_size || c->inmaclength < 0) {
 289                         logger(LOG_ERR, _("%s (%s) uses bogus MAC length!"), c->name, c->hostname);
 290                         return false;
 291                 }
 292         } else {
 293                 c->indigest = NULL;
 294         }
 295
 296         c->incompression = compression;
 297
 298         c->allow_request = CHALLENGE;
 299
 300         return send_challenge(c);
 301 }
 302
 303 bool send_challenge(connection_t *c)
 304 {
 305         char *buffer;
 306         int len;
 307
 308         cp();
 309
 310         /* CHECKME: what is most reasonable value for len? */
 311
 312         len = RSA_size(c->rsa_key);
 313
 314         /* Allocate buffers for the challenge */
 315
 316         buffer = alloca(2 * len + 1);
 317
 318         c->hischallenge = xrealloc(c->hischallenge, len);
 319
 320         /* Copy random data to the buffer */
 321
 322         RAND_pseudo_bytes((unsigned char *)c->hischallenge, len);
 323
 324         /* Convert to hex */
 325
 326         bin2hex(c->hischallenge, buffer, len);
 327         buffer[len * 2] = '\0';
 328
 329         /* Send the challenge */
 330
 331         return send_request(c, "%d %s", CHALLENGE, buffer);
 332 }
 333
 334 bool challenge_h(connection_t *c)
 335 {
 336         char buffer[MAX_STRING_SIZE];
 337         int len;
 338
 339         cp();
 340
 341         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING, buffer) != 1) {
 342                 logger(LOG_ERR, _("Got bad %s from %s (%s)"), "CHALLENGE", c->name,
 343                            c->hostname);
 344                 return false;
 345         }
 346
 347         len = RSA_size(myself->connection->rsa_key);
 348
 349         /* Check if the length of the challenge is all right */
 350
 351         if(strlen(buffer) != len * 2) {
 352                 logger(LOG_ERR, _("Possible intruder %s (%s): %s"), c->name,
 353                            c->hostname, "wrong challenge length");
 354                 return false;
 355         }
 356
 357         /* Allocate buffers for the challenge */
 358
 359         c->mychallenge = xrealloc(c->mychallenge, len);
 360
 361         /* Convert the challenge from hexadecimal back to binary */
 362
 363         hex2bin(buffer, c->mychallenge, len);
 364
 365         c->allow_request = CHAL_REPLY;
 366
 367         /* Rest is done by send_chal_reply() */
 368
 369         return send_chal_reply(c);
 370 }
 371
 372 bool send_chal_reply(connection_t *c)
 373 {
 374         char hash[EVP_MAX_MD_SIZE * 2 + 1];
 375         EVP_MD_CTX ctx;
 376
 377         cp();
 378
 379         /* Calculate the hash from the challenge we received */
 380
 381         if(!EVP_DigestInit(&ctx, c->indigest)
 382                         || !EVP_DigestUpdate(&ctx, c->mychallenge, RSA_size(myself->connection->rsa_key))
 383                         || !EVP_DigestFinal(&ctx, (unsigned char *)hash, NULL)) {
 384                 logger(LOG_ERR, _("Error during calculation of response for %s (%s): %s"),
 385                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 386                 return false;
 387         }
 388
 389         /* Convert the hash to a hexadecimal formatted string */
 390
 391         bin2hex(hash, hash, c->indigest->md_size);
 392         hash[c->indigest->md_size * 2] = '\0';
 393
 394         /* Send the reply */
 395
 396         return send_request(c, "%d %s", CHAL_REPLY, hash);
 397 }
 398
 399 bool chal_reply_h(connection_t *c)
 400 {
 401         char hishash[MAX_STRING_SIZE];
 402         char myhash[EVP_MAX_MD_SIZE];
 403         EVP_MD_CTX ctx;
 404
 405         cp();
 406
 407         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING, hishash) != 1) {
 408                 logger(LOG_ERR, _("Got bad %s from %s (%s)"), "CHAL_REPLY", c->name,
 409                            c->hostname);
 410                 return false;
 411         }
 412
 413         /* Check if the length of the hash is all right */
 414
 415         if(strlen(hishash) != c->outdigest->md_size * 2) {
 416                 logger(LOG_ERR, _("Possible intruder %s (%s): %s"), c->name,
 417                            c->hostname, _("wrong challenge reply length"));
 418                 return false;
 419         }
 420
 421         /* Convert the hash to binary format */
 422
 423         hex2bin(hishash, hishash, c->outdigest->md_size);
 424
 425         /* Calculate the hash from the challenge we sent */
 426
 427         if(!EVP_DigestInit(&ctx, c->outdigest)
 428                         || !EVP_DigestUpdate(&ctx, c->hischallenge, RSA_size(c->rsa_key))
 429                         || !EVP_DigestFinal(&ctx, (unsigned char *)myhash, NULL)) {
 430                 logger(LOG_ERR, _("Error during calculation of response from %s (%s): %s"),
 431                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 432                 return false;
 433         }
 434
 435         /* Verify the incoming hash with the calculated hash */
 436
 437         if(memcmp(hishash, myhash, c->outdigest->md_size)) {
 438                 logger(LOG_ERR, _("Possible intruder %s (%s): %s"), c->name,
 439                            c->hostname, _("wrong challenge reply"));
 440
 441                 ifdebug(SCARY_THINGS) {
 442                         bin2hex(myhash, hishash, SHA_DIGEST_LENGTH);
 443                         hishash[SHA_DIGEST_LENGTH * 2] = '\0';
 444                         logger(LOG_DEBUG, _("Expected challenge reply: %s"), hishash);
 445                 }
 446
 447                 return false;
 448         }
 449
 450         /* Identity has now been positively verified.
 451            Send an acknowledgement with the rest of the information needed.
 452          */
 453
 454         c->allow_request = ACK;
 455
 456         return send_ack(c);
 457 }
 458
 459 bool send_ack(connection_t *c)
 460 {
 461         /* ACK message contains rest of the information the other end needs
 462            to create node_t and edge_t structures. */
 463
 464         struct timeval now;
 465         bool choice;
 466
 467         cp();
 468
 469         /* Estimate weight */
 470
 471         gettimeofday(&now, NULL);
 472         c->estimated_weight = (now.tv_sec - c->start.tv_sec) * 1000 + (now.tv_usec - c->start.tv_usec) / 1000;
 473
 474         /* Check some options */
 475
 476         if((get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "IndirectData"), &choice) && choice) || myself->options & OPTION_INDIRECT)
 477                 c->options |= OPTION_INDIRECT;
 478
 479         if((get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "TCPOnly"), &choice) && choice) || myself->options & OPTION_TCPONLY)
 480                 c->options |= OPTION_TCPONLY | OPTION_INDIRECT;
 481
 482         if(myself->options & OPTION_PMTU_DISCOVERY)
 483                 c->options |= OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 484
 485         get_config_int(lookup_config(c->config_tree, "Weight"), &c->estimated_weight);
 486
 487         return send_request(c, "%d %s %d %lx", ACK, myport, c->estimated_weight, c->options);
 488 }
 489
 490 static void send_everything(connection_t *c)
 491 {
 492         avl_node_t *node, *node2;
 493         node_t *n;
 494         subnet_t *s;
 495         edge_t *e;
 496
 497         /* Send all known subnets and edges */
 498
 499         if(tunnelserver) {
 500                 for(node = myself->subnet_tree->head; node; node = node->next) {
 501                         s = node->data;
 502                         send_add_subnet(c, s);
 503                 }
 504
 505                 return;
 506         }
 507
 508         for(node = node_tree->head; node; node = node->next) {
 509                 n = node->data;
 510
 511                 for(node2 = n->subnet_tree->head; node2; node2 = node2->next) {
 512                         s = node2->data;
 513                         send_add_subnet(c, s);
 514                 }
 515
 516                 for(node2 = n->edge_tree->head; node2; node2 = node2->next) {
 517                         e = node2->data;
 518                         send_add_edge(c, e);
 519                 }
 520         }
 521 }
 522
 523 bool ack_h(connection_t *c)
 524 {
 525         char hisport[MAX_STRING_SIZE];
 526         char *hisaddress, *dummy;
 527         int weight, mtu;
 528         long int options;
 529         node_t *n;
 530
 531         cp();
 532
 533         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING " %d %lx", hisport, &weight, &options) != 3) {
 534                 logger(LOG_ERR, _("Got bad %s from %s (%s)"), "ACK", c->name,
 535                            c->hostname);
 536                 return false;
 537         }
 538
 539         /* Check if we already have a node_t for him */
 540
 541         n = lookup_node(c->name);
 542
 543         if(!n) {
 544                 n = new_node();
 545                 n->name = xstrdup(c->name);
 546                 node_add(n);
 547         } else {
 548                 if(n->connection) {
 549                         /* Oh dear, we already have a connection to this node. */
 550                         ifdebug(CONNECTIONS) logger(LOG_DEBUG, _("Established a second connection with %s (%s), closing old connection"),
 551                                            n->name, n->hostname);
 552                         terminate_connection(n->connection, false);
 553                         /* Run graph algorithm to purge key and make sure up/down scripts are rerun with new IP addresses and stuff */
 554                         graph();
 555                 }
 556         }
 557
 558         n->connection = c;
 559         c->node = n;
 560         if(!(c->options & options & OPTION_PMTU_DISCOVERY)) {
 561                 c->options &= ~OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 562                 options &= ~OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 563         }
 564         c->options |= options;
 565
 566         if(get_config_int(lookup_config(c->config_tree, "PMTU"), &mtu) && mtu < n->mtu)
 567                 n->mtu = mtu;
 568
 569         if(get_config_int(lookup_config(myself->connection->config_tree, "PMTU"), &mtu) && mtu < n->mtu)
 570                 n->mtu = mtu;
 571
 572         /* Activate this connection */
 573
 574         c->allow_request = ALL;
 575         c->status.active = true;
 576
 577         ifdebug(CONNECTIONS) logger(LOG_NOTICE, _("Connection with %s (%s) activated"), c->name,
 578                            c->hostname);
 579
 580         /* Send him everything we know */
 581
 582         send_everything(c);
 583
 584         /* Create an edge_t for this connection */
 585
 586         c->edge = new_edge();
 587         cp();
 588         c->edge->from = myself;
 589         c->edge->to = n;
 590         sockaddr2str(&c->address, &hisaddress, &dummy);
 591         c->edge->address = str2sockaddr(hisaddress, hisport);
 592         free(hisaddress);
 593         free(dummy);
 594         c->edge->weight = (weight + c->estimated_weight) / 2;
 595         c->edge->connection = c;
 596         c->edge->options = c->options;
 597
 598         edge_add(c->edge);
 599
 600         /* Notify everyone of the new edge */
 601
 602         if(tunnelserver)
 603                 send_add_edge(c, c->edge);
 604         else
 605                 send_add_edge(broadcast, c->edge);
 606
 607         /* Run MST and SSSP algorithms */
 608
 609         graph();
 610
 611         return true;
 612 }