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