tinc-vpn.org Git - tinc/blob - src/protocol_auth.c

   1 /*
   2     protocol_auth.c -- handle the meta-protocol, authentication
   3     Copyright (C) 1999-2005 Ivo Timmermans,
   4                   2000-2010 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 "splay_tree.h"
  24 #include "conf.h"
  25 #include "connection.h"
  26 #include "control.h"
  27 #include "control_common.h"
  28 #include "cipher.h"
  29 #include "crypto.h"
  30 #include "digest.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 "prf.h"
  38 #include "protocol.h"
  39 #include "rsa.h"
  40 #include "utils.h"
  41 #include "xalloc.h"
  42
  43 bool send_id(connection_t *c) {
  44         gettimeofday(&c->start, NULL);
  45
  46         int minor = 0;
  47
  48         if(experimental) {
  49                 if(c->config_tree && !read_ecdsa_public_key(c))
  50                         minor = 1;
  51                 else
  52                         minor = myself->connection->protocol_minor;
  53         }
  54
  55         return send_request(c, "%d %s %d.%d", ID, myself->connection->name, myself->connection->protocol_major, minor);
  56 }
  57
  58 bool id_h(connection_t *c, char *request) {
  59         char name[MAX_STRING_SIZE];
  60
  61         if(sscanf(request, "%*d " MAX_STRING " %d.%d", name, &c->protocol_major, &c->protocol_minor) < 2) {
  62                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "ID", c->name,
  63                            c->hostname);
  64                 return false;
  65         }
  66
  67         /* Check if this is a control connection */
  68
  69         if(name[0] == '^' && !strcmp(name + 1, controlcookie)) {
  70                 c->status.control = true;
  71                 c->allow_request = CONTROL;
  72                 c->last_ping_time = time(NULL) + 3600;
  73                 return send_request(c, "%d %d %d", ACK, TINC_CTL_VERSION_CURRENT, getpid());
  74         }
  75
  76         /* Check if identity is a valid name */
  77
  78         if(!check_id(name)) {
  79                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s): %s", "ID", c->name,
  80                            c->hostname, "invalid name");
  81                 return false;
  82         }
  83
  84         /* If this is an outgoing connection, make sure we are connected to the right host */
  85
  86         if(c->outgoing) {
  87                 if(strcmp(c->name, name)) {
  88                         logger(LOG_ERR, "Peer %s is %s instead of %s", c->hostname, name,
  89                                    c->name);
  90                         return false;
  91                 }
  92         } else {
  93                 if(c->name)
  94                         free(c->name);
  95                 c->name = xstrdup(name);
  96         }
  97
  98         /* Check if version matches */
  99
 100         if(c->protocol_major != myself->connection->protocol_major) {
 101                 logger(LOG_ERR, "Peer %s (%s) uses incompatible version %d.%d",
 102                            c->name, c->hostname, c->protocol_major, c->protocol_minor);
 103                 return false;
 104         }
 105
 106         if(bypass_security) {
 107                 if(!c->config_tree)
 108                         init_configuration(&c->config_tree);
 109                 c->allow_request = ACK;
 110                 return send_ack(c);
 111         }
 112
 113         if(!c->config_tree) {
 114                 init_configuration(&c->config_tree);
 115
 116                 if(!read_connection_config(c)) {
 117                         logger(LOG_ERR, "Peer %s had unknown identity (%s)", c->hostname,
 118                                    c->name);
 119                         return false;
 120                 }
 121
 122                 if(experimental && c->protocol_minor >= 2)
 123                         if(!read_ecdsa_public_key(c))
 124                                 return false;
 125         } else {
 126                 if(!ecdsa_active(&c->ecdsa))
 127                         c->protocol_minor = 1;
 128         }
 129
 130         if(!experimental)
 131                 c->protocol_minor = 0;
 132
 133         c->allow_request = METAKEY;
 134
 135         if(c->protocol_minor >= 2)
 136                 return send_metakey_ec(c);
 137         else
 138                 return send_metakey(c);
 139 }
 140
 141 bool send_metakey_ec(connection_t *c) {
 142         logger(LOG_DEBUG, "Sending ECDH metakey to %s", c->name);
 143
 144         size_t siglen = ecdsa_size(&myself->connection->ecdsa);
 145
 146         char key[(ECDH_SIZE + siglen) * 2 + 1];
 147
 148         // TODO: include nonce? Use relevant parts of SSH or TLS protocol
 149
 150         if(!ecdh_generate_public(&c->ecdh, key))
 151                 return false;
 152
 153         if(!ecdsa_sign(&myself->connection->ecdsa, key, ECDH_SIZE, key + ECDH_SIZE))
 154                 return false;
 155
 156         b64encode(key, key, ECDH_SIZE + siglen);
 157
 158         return send_request(c, "%d %s", METAKEY, key);
 159 }
 160
 161 bool send_metakey(connection_t *c) {
 162         if(!read_rsa_public_key(c))
 163                 return false;
 164
 165         if(!cipher_open_blowfish_ofb(&c->outcipher))
 166                 return false;
 167
 168         if(!digest_open_sha1(&c->outdigest, -1))
 169                 return false;
 170
 171         size_t len = rsa_size(&c->rsa);
 172         char key[len];
 173         char enckey[len];
 174         char hexkey[2 * len + 1];
 175
 176         /* Create a random key */
 177
 178         randomize(key, len);
 179
 180         /* The message we send must be smaller than the modulus of the RSA key.
 181            By definition, for a key of k bits, the following formula holds:
 182
 183            2^(k-1) <= modulus < 2^(k)
 184
 185            Where ^ means "to the power of", not "xor".
 186            This means that to be sure, we must choose our message < 2^(k-1).
 187            This can be done by setting the most significant bit to zero.
 188          */
 189
 190         key[0] &= 0x7F;
 191
 192         cipher_set_key_from_rsa(&c->outcipher, key, len, true);
 193
 194         ifdebug(SCARY_THINGS) {
 195                 bin2hex(key, hexkey, len);
 196                 logger(LOG_DEBUG, "Generated random meta key (unencrypted): %s", hexkey);
 197         }
 198
 199         /* Encrypt the random data
 200
 201            We do not use one of the PKCS padding schemes here.
 202            This is allowed, because we encrypt a totally random string
 203            with a length equal to that of the modulus of the RSA key.
 204          */
 205
 206         if(!rsa_public_encrypt(&c->rsa, key, len, enckey)) {
 207                 logger(LOG_ERR, "Error during encryption of meta key for %s (%s)", c->name, c->hostname);
 208                 return false;
 209         }
 210
 211         /* Convert the encrypted random data to a hexadecimal formatted string */
 212
 213         bin2hex(enckey, hexkey, len);
 214
 215         /* Send the meta key */
 216
 217         bool result = send_request(c, "%d %d %d %d %d %s", METAKEY,
 218                          cipher_get_nid(&c->outcipher),
 219                          digest_get_nid(&c->outdigest), c->outmaclength,
 220                          c->outcompression, hexkey);
 221
 222         c->status.encryptout = true;
 223         return result;
 224 }
 225
 226 static bool metakey_ec_h(connection_t *c, const char *request) {
 227         size_t siglen = ecdsa_size(&c->ecdsa);
 228         char key[MAX_STRING_SIZE];
 229         char sig[siglen];
 230
 231         logger(LOG_DEBUG, "Got ECDH metakey from %s", c->name);
 232
 233         if(sscanf(request, "%*d " MAX_STRING, key) != 1) {
 234                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "METAKEY", c->name, c->hostname);
 235                 return false;
 236         }
 237
 238         int inlen = b64decode(key, key, sizeof key);
 239
 240         if(inlen != (ECDH_SIZE + siglen)) {
 241                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name, c->hostname, "wrong keylength");
 242                 return false;
 243         }
 244
 245         if(!ecdsa_verify(&c->ecdsa, key, ECDH_SIZE, key + ECDH_SIZE)) {
 246                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name, c->hostname, "invalid ECDSA signature");
 247                 return false;
 248         }
 249
 250         char shared[ECDH_SHARED_SIZE];
 251
 252         if(!ecdh_compute_shared(&c->ecdh, key, shared))
 253                 return false;
 254
 255         /* Update our crypto end */
 256
 257         if(!cipher_open_by_name(&c->incipher, "aes-256-ofb"))
 258                 return false;
 259         if(!digest_open_by_name(&c->indigest, "sha512", -1))
 260                 return false;
 261         if(!cipher_open_by_name(&c->outcipher, "aes-256-ofb"))
 262                 return false;
 263         if(!digest_open_by_name(&c->outdigest, "sha512", -1))
 264                 return false;
 265
 266         size_t mykeylen = cipher_keylength(&c->incipher);
 267         size_t hiskeylen = cipher_keylength(&c->outcipher);
 268
 269         char *mykey;
 270         char *hiskey;
 271         char *seed;
 272
 273         if(strcmp(myself->name, c->name) < 0) {
 274                 mykey = key;
 275                 hiskey = key + mykeylen * 2;
 276                 xasprintf(&seed, "tinc TCP key expansion %s %s", myself->name, c->name);
 277         } else {
 278                 mykey = key + hiskeylen * 2;
 279                 hiskey = key;
 280                 xasprintf(&seed, "tinc TCP key expansion %s %s", c->name, myself->name);
 281         }
 282
 283         if(!prf(shared, ECDH_SHARED_SIZE, seed, strlen(seed), key, hiskeylen * 2 + mykeylen * 2))
 284                 return false;
 285
 286         free(seed);
 287
 288         cipher_set_key(&c->incipher, mykey, true);
 289         digest_set_key(&c->indigest, mykey + mykeylen, mykeylen);
 290
 291         cipher_set_key(&c->outcipher, hiskey, false);
 292         digest_set_key(&c->outdigest, hiskey + hiskeylen, hiskeylen);
 293
 294         c->status.decryptin = true;
 295         c->status.encryptout = true;
 296         c->allow_request = CHALLENGE;
 297
 298         return send_challenge(c);
 299 }
 300
 301 bool metakey_h(connection_t *c, char *request) {
 302         if(c->protocol_minor >= 2)
 303                 return metakey_ec_h(c, request);
 304
 305         char hexkey[MAX_STRING_SIZE];
 306         int cipher, digest, maclength, compression;
 307         size_t len = rsa_size(&myself->connection->rsa);
 308         char enckey[len];
 309         char key[len];
 310
 311         if(sscanf(request, "%*d %d %d %d %d " MAX_STRING, &cipher, &digest, &maclength, &compression, hexkey) != 5) {
 312                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "METAKEY", c->name, c->hostname);
 313                 return false;
 314         }
 315
 316         /* Convert the challenge from hexadecimal back to binary */
 317
 318         int inlen = hex2bin(hexkey, enckey, sizeof enckey);
 319
 320         /* Check if the length of the meta key is all right */
 321
 322         if(inlen != len) {
 323                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name, c->hostname, "wrong keylength");
 324                 return false;
 325         }
 326
 327         /* Decrypt the meta key */
 328
 329         if(!rsa_private_decrypt(&myself->connection->rsa, enckey, len, key)) {
 330                 logger(LOG_ERR, "Error during decryption of meta key for %s (%s)", c->name, c->hostname);
 331                 return false;
 332         }
 333
 334         ifdebug(SCARY_THINGS) {
 335                 bin2hex(key, hexkey, len);
 336                 logger(LOG_DEBUG, "Received random meta key (unencrypted): %s", hexkey);
 337         }
 338
 339         /* Check and lookup cipher and digest algorithms */
 340
 341         if(!cipher_open_by_nid(&c->incipher, cipher) || !cipher_set_key_from_rsa(&c->incipher, key, len, false)) {
 342                 logger(LOG_ERR, "Error during initialisation of cipher from %s (%s)", c->name, c->hostname);
 343                 return false;
 344         }
 345
 346         if(!digest_open_by_nid(&c->indigest, digest, -1)) {
 347                 logger(LOG_ERR, "Error during initialisation of digest from %s (%s)", c->name, c->hostname);
 348                 return false;
 349         }
 350
 351         c->status.decryptin = true;
 352
 353         c->allow_request = CHALLENGE;
 354
 355         return send_challenge(c);
 356 }
 357
 358 bool send_challenge(connection_t *c) {
 359         size_t len = c->protocol_minor >= 2 ? ECDH_SIZE : rsa_size(&c->rsa);
 360         char buffer[len * 2 + 1];
 361
 362         if(!c->hischallenge)
 363                 c->hischallenge = xrealloc(c->hischallenge, len);
 364
 365         /* Copy random data to the buffer */
 366
 367         randomize(c->hischallenge, len);
 368
 369         /* Convert to hex */
 370
 371         bin2hex(c->hischallenge, buffer, len);
 372
 373         /* Send the challenge */
 374
 375         return send_request(c, "%d %s", CHALLENGE, buffer);
 376 }
 377
 378 bool challenge_h(connection_t *c, char *request) {
 379         char buffer[MAX_STRING_SIZE];
 380         size_t len = c->protocol_minor >= 2 ? ECDH_SIZE : rsa_size(&myself->connection->rsa);
 381         size_t digestlen = digest_length(&c->indigest);
 382         char digest[digestlen];
 383
 384         if(sscanf(request, "%*d " MAX_STRING, buffer) != 1) {
 385                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "CHALLENGE", c->name, c->hostname);
 386                 return false;
 387         }
 388
 389         /* Convert the challenge from hexadecimal back to binary */
 390
 391         int inlen = hex2bin(buffer, buffer, sizeof buffer);
 392
 393         /* Check if the length of the challenge is all right */
 394
 395         if(inlen != len) {
 396                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name, c->hostname, "wrong challenge length");
 397                 return false;
 398         }
 399
 400         c->allow_request = CHAL_REPLY;
 401
 402         /* Calculate the hash from the challenge we received */
 403
 404         digest_create(&c->indigest, buffer, len, digest);
 405
 406         /* Convert the hash to a hexadecimal formatted string */
 407
 408         bin2hex(digest, buffer, digestlen);
 409
 410         /* Send the reply */
 411
 412         return send_request(c, "%d %s", CHAL_REPLY, buffer);
 413 }
 414
 415 bool chal_reply_h(connection_t *c, char *request) {
 416         char hishash[MAX_STRING_SIZE];
 417
 418         if(sscanf(request, "%*d " MAX_STRING, hishash) != 1) {
 419                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "CHAL_REPLY", c->name,
 420                            c->hostname);
 421                 return false;
 422         }
 423
 424         /* Convert the hash to binary format */
 425
 426         int inlen = hex2bin(hishash, hishash, sizeof hishash);
 427
 428         /* Check if the length of the hash is all right */
 429
 430         if(inlen != digest_length(&c->outdigest)) {
 431                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name, c->hostname, "wrong challenge reply length");
 432                 return false;
 433         }
 434
 435
 436         /* Verify the hash */
 437
 438         if(!digest_verify(&c->outdigest, c->hischallenge, c->protocol_minor >= 2 ? ECDH_SIZE : rsa_size(&c->rsa), hishash)) {
 439                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name, c->hostname, "wrong challenge reply");
 440                 return false;
 441         }
 442
 443         /* Identity has now been positively verified.
 444            Send an acknowledgement with the rest of the information needed.
 445          */
 446
 447         free(c->hischallenge);
 448         c->hischallenge = NULL;
 449         c->allow_request = ACK;
 450
 451         return send_ack(c);
 452 }
 453
 454 static bool send_upgrade(connection_t *c) {
 455         /* Special case when protocol_minor is 1: the other end is ECDSA capable,
 456          * but doesn't know our key yet. So send it now. */
 457
 458         char *pubkey = ecdsa_get_base64_public_key(&myself->connection->ecdsa);
 459
 460         if(!pubkey)
 461                 return false;
 462
 463         bool result = send_request(c, "%d %s", ACK, pubkey);
 464         free(pubkey);
 465         return result;
 466 }
 467
 468 bool send_ack(connection_t *c) {
 469         if(c->protocol_minor == 1)
 470                 return send_upgrade(c);
 471
 472         /* ACK message contains rest of the information the other end needs
 473            to create node_t and edge_t structures. */
 474
 475         struct timeval now;
 476         bool choice;
 477
 478         /* Estimate weight */
 479
 480         gettimeofday(&now, NULL);
 481         c->estimated_weight = (now.tv_sec - c->start.tv_sec) * 1000 + (now.tv_usec - c->start.tv_usec) / 1000;
 482
 483         /* Check some options */
 484
 485         if((get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "IndirectData"), &choice) && choice) || myself->options & OPTION_INDIRECT)
 486                 c->options |= OPTION_INDIRECT;
 487
 488         if((get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "TCPOnly"), &choice) && choice) || myself->options & OPTION_TCPONLY)
 489                 c->options |= OPTION_TCPONLY | OPTION_INDIRECT;
 490
 491         if(myself->options & OPTION_PMTU_DISCOVERY)
 492                 c->options |= OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 493
 494         choice = myself->options & OPTION_CLAMP_MSS;
 495         get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "ClampMSS"), &choice);
 496         if(choice)
 497                 c->options |= OPTION_CLAMP_MSS;
 498
 499         get_config_int(lookup_config(c->config_tree, "Weight"), &c->estimated_weight);
 500
 501         return send_request(c, "%d %s %d %x", ACK, myport, c->estimated_weight, c->options);
 502 }
 503
 504 static void send_everything(connection_t *c) {
 505         splay_node_t *node, *node2;
 506         node_t *n;
 507         subnet_t *s;
 508         edge_t *e;
 509
 510         /* Send all known subnets and edges */
 511
 512         if(tunnelserver) {
 513                 for(node = myself->subnet_tree->head; node; node = node->next) {
 514                         s = node->data;
 515                         send_add_subnet(c, s);
 516                 }
 517
 518                 return;
 519         }
 520
 521         for(node = node_tree->head; node; node = node->next) {
 522                 n = node->data;
 523
 524                 for(node2 = n->subnet_tree->head; node2; node2 = node2->next) {
 525                         s = node2->data;
 526                         send_add_subnet(c, s);
 527                 }
 528
 529                 for(node2 = n->edge_tree->head; node2; node2 = node2->next) {
 530                         e = node2->data;
 531                         send_add_edge(c, e);
 532                 }
 533         }
 534 }
 535
 536 static bool upgrade_h(connection_t *c, char *request) {
 537         char pubkey[MAX_STRING_SIZE];
 538
 539         if(sscanf(request, "%*d " MAX_STRING, pubkey) != 1) {
 540                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "ACK", c->name, c->hostname);
 541                 return false;
 542         }
 543
 544         if(ecdsa_active(&c->ecdsa) || read_ecdsa_public_key(c)) {
 545                 logger(LOG_INFO, "Already have ECDSA public key from %s (%s), not upgrading.", c->name, c->hostname);
 546                 return false;
 547         }
 548
 549         logger(LOG_INFO, "Got ECDSA public key from %s (%s), upgrading!", c->name, c->hostname);
 550         append_connection_config(c, "ECDSAPublicKey", pubkey);
 551         c->allow_request = TERMREQ;
 552         return send_termreq(c);
 553 }
 554
 555 bool ack_h(connection_t *c, char *request) {
 556         if(c->protocol_minor == 1)
 557                 return upgrade_h(c, request);
 558
 559         char hisport[MAX_STRING_SIZE];
 560         char *hisaddress;
 561         int weight, mtu;
 562         uint32_t options;
 563         node_t *n;
 564         bool choice;
 565
 566         if(sscanf(request, "%*d " MAX_STRING " %d %x", hisport, &weight, &options) != 3) {
 567                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "ACK", c->name,
 568                            c->hostname);
 569                 return false;
 570         }
 571
 572         /* Check if we already have a node_t for him */
 573
 574         n = lookup_node(c->name);
 575
 576         if(!n) {
 577                 n = new_node();
 578                 n->name = xstrdup(c->name);
 579                 node_add(n);
 580         } else {
 581                 if(n->connection) {
 582                         /* Oh dear, we already have a connection to this node. */
 583                         ifdebug(CONNECTIONS) logger(LOG_DEBUG, "Established a second connection with %s (%s), closing old connection", n->connection->name, n->connection->hostname);
 584
 585                         if(n->connection->outgoing) {
 586                                 if(c->outgoing)
 587                                         logger(LOG_WARNING, "Two outgoing connections to the same node!");
 588                                 else
 589                                         c->outgoing = n->connection->outgoing;
 590
 591                                 n->connection->outgoing = NULL;
 592                         }
 593
 594                         terminate_connection(n->connection, false);
 595                         /* Run graph algorithm to purge key and make sure up/down scripts are rerun with new IP addresses and stuff */
 596                         graph();
 597                 }
 598         }
 599
 600         n->connection = c;
 601         c->node = n;
 602         if(!(c->options & options & OPTION_PMTU_DISCOVERY)) {
 603                 c->options &= ~OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 604                 options &= ~OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 605         }
 606         c->options |= options;
 607
 608         if(get_config_int(lookup_config(c->config_tree, "PMTU"), &mtu) && mtu < n->mtu)
 609                 n->mtu = mtu;
 610
 611         if(get_config_int(lookup_config(config_tree, "PMTU"), &mtu) && mtu < n->mtu)
 612                 n->mtu = mtu;
 613
 614         if(get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "ClampMSS"), &choice)) {
 615                 if(choice)
 616                         c->options |= OPTION_CLAMP_MSS;
 617                 else
 618                         c->options &= ~OPTION_CLAMP_MSS;
 619         }
 620
 621         if(c->protocol_minor > 0)
 622                 c->node->status.ecdh = true;
 623
 624         /* Activate this connection */
 625
 626         c->allow_request = ALL;
 627         c->status.active = true;
 628
 629         ifdebug(CONNECTIONS) logger(LOG_NOTICE, "Connection with %s (%s) activated", c->name,
 630                            c->hostname);
 631
 632         /* Send him everything we know */
 633
 634         send_everything(c);
 635
 636         /* Create an edge_t for this connection */
 637
 638         c->edge = new_edge();
 639         c->edge->from = myself;
 640         c->edge->to = n;
 641         sockaddr2str(&c->address, &hisaddress, NULL);
 642         c->edge->address = str2sockaddr(hisaddress, hisport);
 643         free(hisaddress);
 644         c->edge->weight = (weight + c->estimated_weight) / 2;
 645         c->edge->connection = c;
 646         c->edge->options = c->options;
 647
 648         edge_add(c->edge);
 649
 650         /* Notify everyone of the new edge */
 651
 652         if(tunnelserver)
 653                 send_add_edge(c, c->edge);
 654         else
 655                 send_add_edge(broadcast, c->edge);
 656
 657         /* Run MST and SSSP algorithms */
 658
 659         graph();
 660
 661         return true;
 662 }