git.meshlink.io Git - meshlink/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(!experimental)
 114                 c->protocol_minor = 0;
 115
 116         if(!c->config_tree) {
 117                 init_configuration(&c->config_tree);
 118
 119                 if(!read_connection_config(c)) {
 120                         logger(LOG_ERR, "Peer %s had unknown identity (%s)", c->hostname,
 121                                    c->name);
 122                         return false;
 123                 }
 124
 125                 if(experimental && c->protocol_minor >= 2)
 126                         if(!read_ecdsa_public_key(c))
 127                                 return false;
 128         } else {
 129                 if(c->protocol_minor && !ecdsa_active(&c->ecdsa))
 130                         c->protocol_minor = 1;
 131         }
 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
 230         logger(LOG_DEBUG, "Got ECDH metakey from %s", c->name);
 231
 232         if(sscanf(request, "%*d " MAX_STRING, key) != 1) {
 233                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "METAKEY", c->name, c->hostname);
 234                 return false;
 235         }
 236
 237         int inlen = b64decode(key, key, sizeof key);
 238
 239         if(inlen != (ECDH_SIZE + siglen)) {
 240                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name, c->hostname, "wrong keylength");
 241                 return false;
 242         }
 243
 244         if(!ecdsa_verify(&c->ecdsa, key, ECDH_SIZE, key + ECDH_SIZE)) {
 245                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name, c->hostname, "invalid ECDSA signature");
 246                 return false;
 247         }
 248
 249         char shared[ECDH_SHARED_SIZE];
 250
 251         if(!ecdh_compute_shared(&c->ecdh, key, shared))
 252                 return false;
 253
 254         /* Update our crypto end */
 255
 256         if(!cipher_open_by_name(&c->incipher, "aes-256-ofb"))
 257                 return false;
 258         if(!digest_open_by_name(&c->indigest, "sha512", -1))
 259                 return false;
 260         if(!cipher_open_by_name(&c->outcipher, "aes-256-ofb"))
 261                 return false;
 262         if(!digest_open_by_name(&c->outdigest, "sha512", -1))
 263                 return false;
 264
 265         size_t mykeylen = cipher_keylength(&c->incipher);
 266         size_t hiskeylen = cipher_keylength(&c->outcipher);
 267
 268         char *mykey;
 269         char *hiskey;
 270         char *seed;
 271
 272         if(strcmp(myself->name, c->name) < 0) {
 273                 mykey = key;
 274                 hiskey = key + mykeylen * 2;
 275                 xasprintf(&seed, "tinc TCP key expansion %s %s", myself->name, c->name);
 276         } else {
 277                 mykey = key + hiskeylen * 2;
 278                 hiskey = key;
 279                 xasprintf(&seed, "tinc TCP key expansion %s %s", c->name, myself->name);
 280         }
 281
 282         if(!prf(shared, ECDH_SHARED_SIZE, seed, strlen(seed), key, hiskeylen * 2 + mykeylen * 2))
 283                 return false;
 284
 285         free(seed);
 286
 287         cipher_set_key(&c->incipher, mykey, false);
 288         digest_set_key(&c->indigest, mykey + mykeylen, mykeylen);
 289
 290         cipher_set_key(&c->outcipher, hiskey, true);
 291         digest_set_key(&c->outdigest, hiskey + hiskeylen, hiskeylen);
 292
 293         c->status.decryptin = true;
 294         c->status.encryptout = true;
 295         c->allow_request = CHALLENGE;
 296
 297         return send_challenge(c);
 298 }
 299
 300 bool metakey_h(connection_t *c, char *request) {
 301         if(c->protocol_minor >= 2)
 302                 return metakey_ec_h(c, request);
 303
 304         char hexkey[MAX_STRING_SIZE];
 305         int cipher, digest, maclength, compression;
 306         size_t len = rsa_size(&myself->connection->rsa);
 307         char enckey[len];
 308         char key[len];
 309
 310         if(sscanf(request, "%*d %d %d %d %d " MAX_STRING, &cipher, &digest, &maclength, &compression, hexkey) != 5) {
 311                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "METAKEY", c->name, c->hostname);
 312                 return false;
 313         }
 314
 315         /* Convert the challenge from hexadecimal back to binary */
 316
 317         int inlen = hex2bin(hexkey, enckey, sizeof enckey);
 318
 319         /* Check if the length of the meta key is all right */
 320
 321         if(inlen != len) {
 322                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name, c->hostname, "wrong keylength");
 323                 return false;
 324         }
 325
 326         /* Decrypt the meta key */
 327
 328         if(!rsa_private_decrypt(&myself->connection->rsa, enckey, len, key)) {
 329                 logger(LOG_ERR, "Error during decryption of meta key for %s (%s)", c->name, c->hostname);
 330                 return false;
 331         }
 332
 333         ifdebug(SCARY_THINGS) {
 334                 bin2hex(key, hexkey, len);
 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
 372         /* Send the challenge */
 373
 374         return send_request(c, "%d %s", CHALLENGE, buffer);
 375 }
 376
 377 bool challenge_h(connection_t *c, char *request) {
 378         char buffer[MAX_STRING_SIZE];
 379         size_t len = c->protocol_minor >= 2 ? ECDH_SIZE : rsa_size(&myself->connection->rsa);
 380         size_t digestlen = digest_length(&c->indigest);
 381         char digest[digestlen];
 382
 383         if(sscanf(request, "%*d " MAX_STRING, buffer) != 1) {
 384                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "CHALLENGE", c->name, c->hostname);
 385                 return false;
 386         }
 387
 388         /* Convert the challenge from hexadecimal back to binary */
 389
 390         int inlen = hex2bin(buffer, buffer, sizeof buffer);
 391
 392         /* Check if the length of the challenge is all right */
 393
 394         if(inlen != len) {
 395                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name, c->hostname, "wrong challenge length");
 396                 return false;
 397         }
 398
 399         c->allow_request = CHAL_REPLY;
 400
 401         /* Calculate the hash from the challenge we received */
 402
 403         digest_create(&c->indigest, buffer, len, digest);
 404
 405         /* Convert the hash to a hexadecimal formatted string */
 406
 407         bin2hex(digest, buffer, digestlen);
 408
 409         /* Send the reply */
 410
 411         return send_request(c, "%d %s", CHAL_REPLY, buffer);
 412 }
 413
 414 bool chal_reply_h(connection_t *c, char *request) {
 415         char hishash[MAX_STRING_SIZE];
 416
 417         if(sscanf(request, "%*d " MAX_STRING, hishash) != 1) {
 418                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "CHAL_REPLY", c->name,
 419                            c->hostname);
 420                 return false;
 421         }
 422
 423         /* Convert the hash to binary format */
 424
 425         int inlen = hex2bin(hishash, hishash, sizeof hishash);
 426
 427         /* Check if the length of the hash is all right */
 428
 429         if(inlen != digest_length(&c->outdigest)) {
 430                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name, c->hostname, "wrong challenge reply length");
 431                 return false;
 432         }
 433
 434
 435         /* Verify the hash */
 436
 437         if(!digest_verify(&c->outdigest, c->hischallenge, c->protocol_minor >= 2 ? ECDH_SIZE : rsa_size(&c->rsa), hishash)) {
 438                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name, c->hostname, "wrong challenge reply");
 439                 return false;
 440         }
 441
 442         /* Identity has now been positively verified.
 443            Send an acknowledgement with the rest of the information needed.
 444          */
 445
 446         free(c->hischallenge);
 447         c->hischallenge = NULL;
 448         c->allow_request = ACK;
 449
 450         return send_ack(c);
 451 }
 452
 453 static bool send_upgrade(connection_t *c) {
 454         /* Special case when protocol_minor is 1: the other end is ECDSA capable,
 455          * but doesn't know our key yet. So send it now. */
 456
 457         char *pubkey = ecdsa_get_base64_public_key(&myself->connection->ecdsa);
 458
 459         if(!pubkey)
 460                 return false;
 461
 462         bool result = send_request(c, "%d %s", ACK, pubkey);
 463         free(pubkey);
 464         return result;
 465 }
 466
 467 bool send_ack(connection_t *c) {
 468         if(c->protocol_minor == 1)
 469                 return send_upgrade(c);
 470
 471         /* ACK message contains rest of the information the other end needs
 472            to create node_t and edge_t structures. */
 473
 474         struct timeval now;
 475         bool choice;
 476
 477         /* Estimate weight */
 478
 479         gettimeofday(&now, NULL);
 480         c->estimated_weight = (now.tv_sec - c->start.tv_sec) * 1000 + (now.tv_usec - c->start.tv_usec) / 1000;
 481
 482         /* Check some options */
 483
 484         if((get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "IndirectData"), &choice) && choice) || myself->options & OPTION_INDIRECT)
 485                 c->options |= OPTION_INDIRECT;
 486
 487         if((get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "TCPOnly"), &choice) && choice) || myself->options & OPTION_TCPONLY)
 488                 c->options |= OPTION_TCPONLY | OPTION_INDIRECT;
 489
 490         if(myself->options & OPTION_PMTU_DISCOVERY)
 491                 c->options |= OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 492
 493         choice = myself->options & OPTION_CLAMP_MSS;
 494         get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "ClampMSS"), &choice);
 495         if(choice)
 496                 c->options |= OPTION_CLAMP_MSS;
 497
 498         get_config_int(lookup_config(c->config_tree, "Weight"), &c->estimated_weight);
 499
 500         return send_request(c, "%d %s %d %x", ACK, myport, c->estimated_weight, c->options);
 501 }
 502
 503 static void send_everything(connection_t *c) {
 504         splay_node_t *node, *node2;
 505         node_t *n;
 506         subnet_t *s;
 507         edge_t *e;
 508
 509         /* Send all known subnets and edges */
 510
 511         if(tunnelserver) {
 512                 for(node = myself->subnet_tree->head; node; node = node->next) {
 513                         s = node->data;
 514                         send_add_subnet(c, s);
 515                 }
 516
 517                 return;
 518         }
 519
 520         for(node = node_tree->head; node; node = node->next) {
 521                 n = node->data;
 522
 523                 for(node2 = n->subnet_tree->head; node2; node2 = node2->next) {
 524                         s = node2->data;
 525                         send_add_subnet(c, s);
 526                 }
 527
 528                 for(node2 = n->edge_tree->head; node2; node2 = node2->next) {
 529                         e = node2->data;
 530                         send_add_edge(c, e);
 531                 }
 532         }
 533 }
 534
 535 static bool upgrade_h(connection_t *c, char *request) {
 536         char pubkey[MAX_STRING_SIZE];
 537
 538         if(sscanf(request, "%*d " MAX_STRING, pubkey) != 1) {
 539                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "ACK", c->name, c->hostname);
 540                 return false;
 541         }
 542
 543         if(ecdsa_active(&c->ecdsa) || read_ecdsa_public_key(c)) {
 544                 logger(LOG_INFO, "Already have ECDSA public key from %s (%s), not upgrading.", c->name, c->hostname);
 545                 return false;
 546         }
 547
 548         logger(LOG_INFO, "Got ECDSA public key from %s (%s), upgrading!", c->name, c->hostname);
 549         append_config_file(c->name, "ECDSAPublicKey", pubkey);
 550         c->allow_request = TERMREQ;
 551         return send_termreq(c);
 552 }
 553
 554 bool ack_h(connection_t *c, char *request) {
 555         if(c->protocol_minor == 1)
 556                 return upgrade_h(c, request);
 557
 558         char hisport[MAX_STRING_SIZE];
 559         char *hisaddress;
 560         int weight, mtu;
 561         uint32_t options;
 562         node_t *n;
 563         bool choice;
 564
 565         if(sscanf(request, "%*d " MAX_STRING " %d %x", hisport, &weight, &options) != 3) {
 566                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "ACK", c->name,
 567                            c->hostname);
 568                 return false;
 569         }
 570
 571         /* Check if we already have a node_t for him */
 572
 573         n = lookup_node(c->name);
 574
 575         if(!n) {
 576                 n = new_node();
 577                 n->name = xstrdup(c->name);
 578                 node_add(n);
 579         } else {
 580                 if(n->connection) {
 581                         /* Oh dear, we already have a connection to this node. */
 582                         ifdebug(CONNECTIONS) logger(LOG_DEBUG, "Established a second connection with %s (%s), closing old connection", n->connection->name, n->connection->hostname);
 583
 584                         if(n->connection->outgoing) {
 585                                 if(c->outgoing)
 586                                         logger(LOG_WARNING, "Two outgoing connections to the same node!");
 587                                 else
 588                                         c->outgoing = n->connection->outgoing;
 589
 590                                 n->connection->outgoing = NULL;
 591                         }
 592
 593                         terminate_connection(n->connection, false);
 594                         /* Run graph algorithm to purge key and make sure up/down scripts are rerun with new IP addresses and stuff */
 595                         graph();
 596                 }
 597         }
 598
 599         n->connection = c;
 600         c->node = n;
 601         if(!(c->options & options & OPTION_PMTU_DISCOVERY)) {
 602                 c->options &= ~OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 603                 options &= ~OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 604         }
 605         c->options |= options;
 606
 607         if(get_config_int(lookup_config(c->config_tree, "PMTU"), &mtu) && mtu < n->mtu)
 608                 n->mtu = mtu;
 609
 610         if(get_config_int(lookup_config(config_tree, "PMTU"), &mtu) && mtu < n->mtu)
 611                 n->mtu = mtu;
 612
 613         if(get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "ClampMSS"), &choice)) {
 614                 if(choice)
 615                         c->options |= OPTION_CLAMP_MSS;
 616                 else
 617                         c->options &= ~OPTION_CLAMP_MSS;
 618         }
 619
 620         if(c->protocol_minor > 0)
 621                 c->node->status.ecdh = true;
 622
 623         /* Activate this connection */
 624
 625         c->allow_request = ALL;
 626         c->status.active = true;
 627
 628         ifdebug(CONNECTIONS) logger(LOG_NOTICE, "Connection with %s (%s) activated", c->name,
 629                            c->hostname);
 630
 631         /* Send him everything we know */
 632
 633         send_everything(c);
 634
 635         /* Create an edge_t for this connection */
 636
 637         c->edge = new_edge();
 638         c->edge->from = myself;
 639         c->edge->to = n;
 640         sockaddr2str(&c->address, &hisaddress, NULL);
 641         c->edge->address = str2sockaddr(hisaddress, hisport);
 642         free(hisaddress);
 643         c->edge->weight = (weight + c->estimated_weight) / 2;
 644         c->edge->connection = c;
 645         c->edge->options = c->options;
 646
 647         edge_add(c->edge);
 648
 649         /* Notify everyone of the new edge */
 650
 651         if(tunnelserver)
 652                 send_add_edge(c, c->edge);
 653         else
 654                 send_add_edge(everyone, c->edge);
 655
 656         /* Run MST and SSSP algorithms */
 657
 658         graph();
 659
 660         return true;
 661 }