4c721a44982f3b52ef75a016f56563202d779eab
[tinc] / 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 "meta.h"
35 #include "net.h"
36 #include "netutl.h"
37 #include "node.h"
38 #include "protocol.h"
39 #include "utils.h"
40 #include "xalloc.h"
41
42 static bool send_proxyrequest(connection_t *c) {
43         switch(proxytype) {
44                 case PROXY_HTTP: {
45                         char *host;
46                         char *port;
47
48                         sockaddr2str(&c->address, &host, &port);
49                         send_request(c, "CONNECT %s:%s HTTP/1.1\r\n\r", host, port);
50                         free(host);
51                         free(port);
52                         return true;
53                 }
54                 case PROXY_SOCKS4: {
55                         if(c->address.sa.sa_family != AF_INET) {
56                                 logger(LOG_ERR, "Cannot connect to an IPv6 host through a SOCKS 4 proxy!");
57                                 return false;
58                         }
59                         char s4req[9 + (proxyuser ? strlen(proxyuser) : 0)];
60                         s4req[0] = 4;
61                         s4req[1] = 1;
62                         memcpy(s4req + 2, &c->address.in.sin_port, 2);
63                         memcpy(s4req + 4, &c->address.in.sin_addr, 4);
64                         if(proxyuser)
65                                 strcpy(s4req + 8, proxyuser);
66                         s4req[sizeof s4req - 1] = 0;
67                         c->tcplen = 8;
68                         return send_meta(c, s4req, sizeof s4req);
69                 }
70                 case PROXY_SOCKS5: {
71                         int len = 3 + 6 + (c->address.sa.sa_family == AF_INET ? 4 : 16);
72                         c->tcplen = 2;
73                         if(proxypass)
74                                 len += 3 + strlen(proxyuser) + strlen(proxypass);
75                         char s5req[len];
76                         int i = 0;
77                         s5req[i++] = 5;
78                         s5req[i++] = 1;
79                         if(proxypass) {
80                                 s5req[i++] = 2;
81                                 s5req[i++] = 1;
82                                 s5req[i++] = strlen(proxyuser);
83                                 strcpy(s5req + i, proxyuser);
84                                 i += strlen(proxyuser);
85                                 s5req[i++] = strlen(proxypass);
86                                 strcpy(s5req + i, proxypass);
87                                 i += strlen(proxypass);
88                                 c->tcplen += 2;
89                         } else {
90                                 s5req[i++] = 0;
91                         }
92                         s5req[i++] = 5;
93                         s5req[i++] = 1;
94                         s5req[i++] = 0;
95                         if(c->address.sa.sa_family == AF_INET) {
96                                 s5req[i++] = 1;
97                                 memcpy(s5req + i, &c->address.in.sin_addr, 4);
98                                 i += 4;
99                                 memcpy(s5req + i, &c->address.in.sin_port, 2);
100                                 i += 2;
101                                 c->tcplen += 10;
102                         } else if(c->address.sa.sa_family == AF_INET6) {
103                                 s5req[i++] = 3;
104                                 memcpy(s5req + i, &c->address.in6.sin6_addr, 16);
105                                 i += 16;
106                                 memcpy(s5req + i, &c->address.in6.sin6_port, 2);
107                                 i += 2;
108                                 c->tcplen += 22;
109                         } else {
110                                 logger(LOG_ERR, "Address family %hx not supported for SOCKS 5 proxies!", c->address.sa.sa_family);
111                                 return false;
112                         }
113                         if(i > len)
114                                 abort();
115                         return send_meta(c, s5req, sizeof s5req);
116                 }
117                 case PROXY_SOCKS4A:
118                         logger(LOG_ERR, "Proxy type not implemented yet");
119                         return false;
120                 case PROXY_EXEC:
121                         return true;
122                 default:
123                         logger(LOG_ERR, "Unknown proxy type");
124                         return false;
125         }
126 }
127
128 bool send_id(connection_t *c) {
129         if(proxytype)
130                 if(!send_proxyrequest(c))
131                         return false;
132
133         return send_request(c, "%d %s %d", ID, myself->connection->name,
134                                                 myself->connection->protocol_version);
135 }
136
137 bool id_h(connection_t *c) {
138         char name[MAX_STRING_SIZE];
139
140         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING " %d", name, &c->protocol_version) != 2) {
141                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "ID", c->name,
142                            c->hostname);
143                 return false;
144         }
145
146         /* Check if identity is a valid name */
147
148         if(!check_id(name)) {
149                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s): %s", "ID", c->name,
150                            c->hostname, "invalid name");
151                 return false;
152         }
153
154         /* If this is an outgoing connection, make sure we are connected to the right host */
155
156         if(c->outgoing) {
157                 if(strcmp(c->name, name)) {
158                         logger(LOG_ERR, "Peer %s is %s instead of %s", c->hostname, name,
159                                    c->name);
160                         return false;
161                 }
162         } else {
163                 if(c->name)
164                         free(c->name);
165                 c->name = xstrdup(name);
166         }
167
168         /* Check if version matches */
169
170         if(c->protocol_version != myself->connection->protocol_version) {
171                 logger(LOG_ERR, "Peer %s (%s) uses incompatible version %d",
172                            c->name, c->hostname, c->protocol_version);
173                 return false;
174         }
175
176         if(bypass_security) {
177                 if(!c->config_tree)
178                         init_configuration(&c->config_tree);
179                 c->allow_request = ACK;
180                 return send_ack(c);
181         }
182
183         if(!c->config_tree) {
184                 init_configuration(&c->config_tree);
185
186                 if(!read_connection_config(c)) {
187                         logger(LOG_ERR, "Peer %s had unknown identity (%s)", c->hostname,
188                                    c->name);
189                         return false;
190                 }
191         }
192
193         if(!read_rsa_public_key(c)) {
194                 return false;
195         }
196
197         c->allow_request = METAKEY;
198
199         return send_metakey(c);
200 }
201
202 bool send_metakey(connection_t *c) {
203         bool x;
204
205         int len = RSA_size(c->rsa_key);
206
207         /* Allocate buffers for the meta key */
208
209         char buffer[2 * len + 1];
210         
211         c->outkey = xrealloc(c->outkey, len);
212
213         if(!c->outctx)
214                 c->outctx = xmalloc_and_zero(sizeof(*c->outctx));
215
216         /* Copy random data to the buffer */
217
218         RAND_pseudo_bytes((unsigned char *)c->outkey, len);
219
220         /* The message we send must be smaller than the modulus of the RSA key.
221            By definition, for a key of k bits, the following formula holds:
222
223            2^(k-1) <= modulus < 2^(k)
224
225            Where ^ means "to the power of", not "xor".
226            This means that to be sure, we must choose our message < 2^(k-1).
227            This can be done by setting the most significant bit to zero.
228          */
229
230         c->outkey[0] &= 0x7F;
231
232         ifdebug(SCARY_THINGS) {
233                 bin2hex(c->outkey, buffer, len);
234                 buffer[len * 2] = '\0';
235                 logger(LOG_DEBUG, "Generated random meta key (unencrypted): %s",
236                            buffer);
237         }
238
239         /* Encrypt the random data
240
241            We do not use one of the PKCS padding schemes here.
242            This is allowed, because we encrypt a totally random string
243            with a length equal to that of the modulus of the RSA key.
244          */
245
246         if(RSA_public_encrypt(len, (unsigned char *)c->outkey, (unsigned char *)buffer, c->rsa_key, RSA_NO_PADDING) != len) {
247                 logger(LOG_ERR, "Error during encryption of meta key for %s (%s)",
248                            c->name, c->hostname);
249                 return false;
250         }
251
252         /* Convert the encrypted random data to a hexadecimal formatted string */
253
254         bin2hex(buffer, buffer, len);
255         buffer[len * 2] = '\0';
256
257         /* Send the meta key */
258
259         x = send_request(c, "%d %d %d %d %d %s", METAKEY,
260                                          c->outcipher ? c->outcipher->nid : 0,
261                                          c->outdigest ? c->outdigest->type : 0, c->outmaclength,
262                                          c->outcompression, buffer);
263
264         /* Further outgoing requests are encrypted with the key we just generated */
265
266         if(c->outcipher) {
267                 if(!EVP_EncryptInit(c->outctx, c->outcipher,
268                                         (unsigned char *)c->outkey + len - c->outcipher->key_len,
269                                         (unsigned char *)c->outkey + len - c->outcipher->key_len -
270                                         c->outcipher->iv_len)) {
271                         logger(LOG_ERR, "Error during initialisation of cipher for %s (%s): %s",
272                                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
273                         return false;
274                 }
275
276                 c->status.encryptout = true;
277         }
278
279         return x;
280 }
281
282 bool metakey_h(connection_t *c) {
283         char buffer[MAX_STRING_SIZE];
284         int cipher, digest, maclength, compression;
285         int len;
286
287         if(sscanf(c->buffer, "%*d %d %d %d %d " MAX_STRING, &cipher, &digest, &maclength, &compression, buffer) != 5) {
288                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "METAKEY", c->name,
289                            c->hostname);
290                 return false;
291         }
292
293         len = RSA_size(myself->connection->rsa_key);
294
295         /* Check if the length of the meta key is all right */
296
297         if(strlen(buffer) != len * 2) {
298                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name, c->hostname, "wrong keylength");
299                 return false;
300         }
301
302         /* Allocate buffers for the meta key */
303
304         c->inkey = xrealloc(c->inkey, len);
305
306         if(!c->inctx)
307                 c->inctx = xmalloc_and_zero(sizeof(*c->inctx));
308
309         /* Convert the challenge from hexadecimal back to binary */
310
311         hex2bin(buffer, buffer, len);
312
313         /* Decrypt the meta key */
314
315         if(RSA_private_decrypt(len, (unsigned char *)buffer, (unsigned char *)c->inkey, myself->connection->rsa_key, RSA_NO_PADDING) != len) {  /* See challenge() */
316                 logger(LOG_ERR, "Error during decryption of meta key for %s (%s)",
317                            c->name, c->hostname);
318                 return false;
319         }
320
321         ifdebug(SCARY_THINGS) {
322                 bin2hex(c->inkey, buffer, len);
323                 buffer[len * 2] = '\0';
324                 logger(LOG_DEBUG, "Received random meta key (unencrypted): %s", buffer);
325         }
326
327         /* All incoming requests will now be encrypted. */
328
329         /* Check and lookup cipher and digest algorithms */
330
331         if(cipher) {
332                 c->incipher = EVP_get_cipherbynid(cipher);
333                 
334                 if(!c->incipher) {
335                         logger(LOG_ERR, "%s (%s) uses unknown cipher!", c->name, c->hostname);
336                         return false;
337                 }
338
339                 if(!EVP_DecryptInit(c->inctx, c->incipher,
340                                         (unsigned char *)c->inkey + len - c->incipher->key_len,
341                                         (unsigned char *)c->inkey + len - c->incipher->key_len -
342                                         c->incipher->iv_len)) {
343                         logger(LOG_ERR, "Error during initialisation of cipher from %s (%s): %s",
344                                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
345                         return false;
346                 }
347
348                 c->status.decryptin = true;
349         } else {
350                 c->incipher = NULL;
351         }
352
353         c->inmaclength = maclength;
354
355         if(digest) {
356                 c->indigest = EVP_get_digestbynid(digest);
357
358                 if(!c->indigest) {
359                         logger(LOG_ERR, "Node %s (%s) uses unknown digest!", c->name, c->hostname);
360                         return false;
361                 }
362
363                 if(c->inmaclength > c->indigest->md_size || c->inmaclength < 0) {
364                         logger(LOG_ERR, "%s (%s) uses bogus MAC length!", c->name, c->hostname);
365                         return false;
366                 }
367         } else {
368                 c->indigest = NULL;
369         }
370
371         c->incompression = compression;
372
373         c->allow_request = CHALLENGE;
374
375         return send_challenge(c);
376 }
377
378 bool send_challenge(connection_t *c) {
379         /* CHECKME: what is most reasonable value for len? */
380
381         int len = RSA_size(c->rsa_key);
382
383         /* Allocate buffers for the challenge */
384
385         char buffer[2 * len + 1];
386
387         c->hischallenge = xrealloc(c->hischallenge, len);
388
389         /* Copy random data to the buffer */
390
391         RAND_pseudo_bytes((unsigned char *)c->hischallenge, len);
392
393         /* Convert to hex */
394
395         bin2hex(c->hischallenge, buffer, len);
396         buffer[len * 2] = '\0';
397
398         /* Send the challenge */
399
400         return send_request(c, "%d %s", CHALLENGE, buffer);
401 }
402
403 bool challenge_h(connection_t *c) {
404         char buffer[MAX_STRING_SIZE];
405         int len;
406
407         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING, buffer) != 1) {
408                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "CHALLENGE", c->name,
409                            c->hostname);
410                 return false;
411         }
412
413         len = RSA_size(myself->connection->rsa_key);
414
415         /* Check if the length of the challenge is all right */
416
417         if(strlen(buffer) != len * 2) {
418                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name,
419                            c->hostname, "wrong challenge length");
420                 return false;
421         }
422
423         /* Allocate buffers for the challenge */
424
425         c->mychallenge = xrealloc(c->mychallenge, len);
426
427         /* Convert the challenge from hexadecimal back to binary */
428
429         hex2bin(buffer, c->mychallenge, len);
430
431         c->allow_request = CHAL_REPLY;
432
433         /* Rest is done by send_chal_reply() */
434
435         return send_chal_reply(c);
436 }
437
438 bool send_chal_reply(connection_t *c) {
439         char hash[EVP_MAX_MD_SIZE * 2 + 1];
440         EVP_MD_CTX ctx;
441
442         /* Calculate the hash from the challenge we received */
443
444         if(!EVP_DigestInit(&ctx, c->indigest)
445                         || !EVP_DigestUpdate(&ctx, c->mychallenge, RSA_size(myself->connection->rsa_key))
446                         || !EVP_DigestFinal(&ctx, (unsigned char *)hash, NULL)) {
447                 logger(LOG_ERR, "Error during calculation of response for %s (%s): %s",
448                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
449                 return false;
450         }
451
452         /* Convert the hash to a hexadecimal formatted string */
453
454         bin2hex(hash, hash, c->indigest->md_size);
455         hash[c->indigest->md_size * 2] = '\0';
456
457         /* Send the reply */
458
459         return send_request(c, "%d %s", CHAL_REPLY, hash);
460 }
461
462 bool chal_reply_h(connection_t *c) {
463         char hishash[MAX_STRING_SIZE];
464         char myhash[EVP_MAX_MD_SIZE];
465         EVP_MD_CTX ctx;
466
467         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING, hishash) != 1) {
468                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "CHAL_REPLY", c->name,
469                            c->hostname);
470                 return false;
471         }
472
473         /* Check if the length of the hash is all right */
474
475         if(strlen(hishash) != c->outdigest->md_size * 2) {
476                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name,
477                            c->hostname, "wrong challenge reply length");
478                 return false;
479         }
480
481         /* Convert the hash to binary format */
482
483         hex2bin(hishash, hishash, c->outdigest->md_size);
484
485         /* Calculate the hash from the challenge we sent */
486
487         if(!EVP_DigestInit(&ctx, c->outdigest)
488                         || !EVP_DigestUpdate(&ctx, c->hischallenge, RSA_size(c->rsa_key))
489                         || !EVP_DigestFinal(&ctx, (unsigned char *)myhash, NULL)) {
490                 logger(LOG_ERR, "Error during calculation of response from %s (%s): %s",
491                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
492                 return false;
493         }
494
495         /* Verify the incoming hash with the calculated hash */
496
497         if(memcmp(hishash, myhash, c->outdigest->md_size)) {
498                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name,
499                            c->hostname, "wrong challenge reply");
500
501                 ifdebug(SCARY_THINGS) {
502                         bin2hex(myhash, hishash, SHA_DIGEST_LENGTH);
503                         hishash[SHA_DIGEST_LENGTH * 2] = '\0';
504                         logger(LOG_DEBUG, "Expected challenge reply: %s", hishash);
505                 }
506
507                 return false;
508         }
509
510         /* Identity has now been positively verified.
511            Send an acknowledgement with the rest of the information needed.
512          */
513
514         c->allow_request = ACK;
515
516         return send_ack(c);
517 }
518
519 bool send_ack(connection_t *c) {
520         /* ACK message contains rest of the information the other end needs
521            to create node_t and edge_t structures. */
522
523         struct timeval now;
524         bool choice;
525
526         /* Estimate weight */
527
528         gettimeofday(&now, NULL);
529         c->estimated_weight = (now.tv_sec - c->start.tv_sec) * 1000 + (now.tv_usec - c->start.tv_usec) / 1000;
530
531         /* Check some options */
532
533         if((get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "IndirectData"), &choice) && choice) || myself->options & OPTION_INDIRECT)
534                 c->options |= OPTION_INDIRECT;
535
536         if((get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "TCPOnly"), &choice) && choice) || myself->options & OPTION_TCPONLY)
537                 c->options |= OPTION_TCPONLY | OPTION_INDIRECT;
538
539         if(myself->options & OPTION_PMTU_DISCOVERY)
540                 c->options |= OPTION_PMTU_DISCOVERY;
541
542         choice = myself->options & OPTION_CLAMP_MSS;
543         get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "ClampMSS"), &choice);
544         if(choice)
545                 c->options |= OPTION_CLAMP_MSS;
546
547         get_config_int(lookup_config(c->config_tree, "Weight"), &c->estimated_weight);
548
549         return send_request(c, "%d %s %d %x", ACK, myport, c->estimated_weight, c->options);
550 }
551
552 static void send_everything(connection_t *c) {
553         avl_node_t *node, *node2;
554         node_t *n;
555         subnet_t *s;
556         edge_t *e;
557
558         /* Send all known subnets and edges */
559
560         if(tunnelserver) {
561                 for(node = myself->subnet_tree->head; node; node = node->next) {
562                         s = node->data;
563                         send_add_subnet(c, s);
564                 }
565
566                 return;
567         }
568
569         for(node = node_tree->head; node; node = node->next) {
570                 n = node->data;
571
572                 for(node2 = n->subnet_tree->head; node2; node2 = node2->next) {
573                         s = node2->data;
574                         send_add_subnet(c, s);
575                 }
576
577                 for(node2 = n->edge_tree->head; node2; node2 = node2->next) {
578                         e = node2->data;
579                         send_add_edge(c, e);
580                 }
581         }
582 }
583
584 bool ack_h(connection_t *c) {
585         char hisport[MAX_STRING_SIZE];
586         char *hisaddress;
587         int weight, mtu;
588         uint32_t options;
589         node_t *n;
590         bool choice;
591
592         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING " %d %x", hisport, &weight, &options) != 3) {
593                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "ACK", c->name,
594                            c->hostname);
595                 return false;
596         }
597
598         /* Check if we already have a node_t for him */
599
600         n = lookup_node(c->name);
601
602         if(!n) {
603                 n = new_node();
604                 n->name = xstrdup(c->name);
605                 node_add(n);
606         } else {
607                 if(n->connection) {
608                         /* Oh dear, we already have a connection to this node. */
609                         ifdebug(CONNECTIONS) logger(LOG_DEBUG, "Established a second connection with %s (%s), closing old connection",
610                                            n->name, n->hostname);
611                         terminate_connection(n->connection, false);
612                         /* Run graph algorithm to purge key and make sure up/down scripts are rerun with new IP addresses and stuff */
613                         graph();
614                 }
615         }
616
617         n->connection = c;
618         c->node = n;
619         if(!(c->options & options & OPTION_PMTU_DISCOVERY)) {
620                 c->options &= ~OPTION_PMTU_DISCOVERY;
621                 options &= ~OPTION_PMTU_DISCOVERY;
622         }
623         c->options |= options;
624
625         if(get_config_int(lookup_config(c->config_tree, "PMTU"), &mtu) && mtu < n->mtu)
626                 n->mtu = mtu;
627
628         if(get_config_int(lookup_config(config_tree, "PMTU"), &mtu) && mtu < n->mtu)
629                 n->mtu = mtu;
630
631         if(get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "ClampMSS"), &choice)) {
632                 if(choice)
633                         c->options |= OPTION_CLAMP_MSS;
634                 else
635                         c->options &= ~OPTION_CLAMP_MSS;
636         }
637
638         /* Activate this connection */
639
640         c->allow_request = ALL;
641         c->status.active = true;
642
643         ifdebug(CONNECTIONS) logger(LOG_NOTICE, "Connection with %s (%s) activated", c->name,
644                            c->hostname);
645
646         /* Send him everything we know */
647
648         send_everything(c);
649
650         /* Create an edge_t for this connection */
651
652         c->edge = new_edge();
653         c->edge->from = myself;
654         c->edge->to = n;
655         sockaddr2str(&c->address, &hisaddress, NULL);
656         c->edge->address = str2sockaddr(hisaddress, hisport);
657         free(hisaddress);
658         c->edge->weight = (weight + c->estimated_weight) / 2;
659         c->edge->connection = c;
660         c->edge->options = c->options;
661
662         edge_add(c->edge);
663
664         /* Notify everyone of the new edge */
665
666         if(tunnelserver)
667                 send_add_edge(c, c->edge);
668         else
669                 send_add_edge(everyone, c->edge);
670
671         /* Run MST and SSSP algorithms */
672
673         graph();
674
675         return true;
676 }