git.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                   2000-2015 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 "proxy.h"
  40 #include "utils.h"
  41 #include "xalloc.h"
  42
  43 bool send_id(connection_t *c) {
  44         if(proxytype && c->outgoing)
  45                 if(!send_proxyrequest(c))
  46                         return false;
  47
  48         return send_request(c, "%d %s %d", ID, myself->connection->name,
  49                                                 myself->connection->protocol_version);
  50 }
  51
  52 bool id_h(connection_t *c) {
  53         char name[MAX_STRING_SIZE];
  54
  55         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING " %d", name, &c->protocol_version) != 2) {
  56                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "ID", c->name,
  57                            c->hostname);
  58                 return false;
  59         }
  60
  61         /* Check if identity is a valid name */
  62
  63         if(!check_id(name)) {
  64                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s): %s", "ID", c->name,
  65                            c->hostname, "invalid name");
  66                 return false;
  67         }
  68
  69         /* If this is an outgoing connection, make sure we are connected to the right host */
  70
  71         if(c->outgoing) {
  72                 if(strcmp(c->name, name)) {
  73                         logger(LOG_ERR, "Peer %s is %s instead of %s", c->hostname, name,
  74                                    c->name);
  75                         return false;
  76                 }
  77         } else {
  78                 if(c->name)
  79                         free(c->name);
  80                 c->name = xstrdup(name);
  81         }
  82
  83         /* Check if version matches */
  84
  85         if(c->protocol_version != myself->connection->protocol_version) {
  86                 logger(LOG_ERR, "Peer %s (%s) uses incompatible version %d",
  87                            c->name, c->hostname, c->protocol_version);
  88                 return false;
  89         }
  90
  91         if(bypass_security) {
  92                 if(!c->config_tree)
  93                         init_configuration(&c->config_tree);
  94                 c->allow_request = ACK;
  95                 return send_ack(c);
  96         }
  97
  98         if(!c->config_tree) {
  99                 init_configuration(&c->config_tree);
 100
 101                 if(!read_connection_config(c)) {
 102                         logger(LOG_ERR, "Peer %s had unknown identity (%s)", c->hostname,
 103                                    c->name);
 104                         return false;
 105                 }
 106         }
 107
 108         if(!read_rsa_public_key(c)) {
 109                 return false;
 110         }
 111
 112         c->allow_request = METAKEY;
 113
 114         return send_metakey(c);
 115 }
 116
 117 bool send_metakey(connection_t *c) {
 118         bool x;
 119
 120         int len = RSA_size(c->rsa_key);
 121
 122         /* Allocate buffers for the meta key */
 123
 124         char buffer[2 * len + 1];
 125
 126         c->outkey = xrealloc(c->outkey, len);
 127
 128         if(!c->outctx)
 129                 c->outctx = xmalloc_and_zero(sizeof(*c->outctx));
 130
 131         /* Copy random data to the buffer */
 132
 133         if (1 != RAND_bytes((unsigned char *)c->outkey, len)) {
 134                 int err = ERR_get_error();
 135                 logger(LOG_ERR, "Failed to generate meta key (%s)", ERR_error_string(err, NULL));
 136                 return false;
 137         }
 138
 139
 140         /* The message we send must be smaller than the modulus of the RSA key.
 141            By definition, for a key of k bits, the following formula holds:
 142
 143            2^(k-1) <= modulus < 2^(k)
 144
 145            Where ^ means "to the power of", not "xor".
 146            This means that to be sure, we must choose our message < 2^(k-1).
 147            This can be done by setting the most significant bit to zero.
 148          */
 149
 150         c->outkey[0] &= 0x7F;
 151
 152         ifdebug(SCARY_THINGS) {
 153                 bin2hex(c->outkey, buffer, len);
 154                 buffer[len * 2] = '\0';
 155                 logger(LOG_DEBUG, "Generated random meta key (unencrypted): %s",
 156                            buffer);
 157         }
 158
 159         /* Encrypt the random data
 160
 161            We do not use one of the PKCS padding schemes here.
 162            This is allowed, because we encrypt a totally random string
 163            with a length equal to that of the modulus of the RSA key.
 164          */
 165
 166         if(RSA_public_encrypt(len, (unsigned char *)c->outkey, (unsigned char *)buffer, c->rsa_key, RSA_NO_PADDING) != len) {
 167                 logger(LOG_ERR, "Error during encryption of meta key for %s (%s): %s",
 168                            c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 169                 return false;
 170         }
 171
 172         /* Convert the encrypted random data to a hexadecimal formatted string */
 173
 174         bin2hex(buffer, buffer, len);
 175         buffer[len * 2] = '\0';
 176
 177         /* Send the meta key */
 178
 179         x = send_request(c, "%d %d %d %d %d %s", METAKEY,
 180                                          c->outcipher ? c->outcipher->nid : 0,
 181                                          c->outdigest ? c->outdigest->type : 0, c->outmaclength,
 182                                          c->outcompression, buffer);
 183
 184         /* Further outgoing requests are encrypted with the key we just generated */
 185
 186         if(c->outcipher) {
 187                 if(!EVP_EncryptInit(c->outctx, c->outcipher,
 188                                         (unsigned char *)c->outkey + len - c->outcipher->key_len,
 189                                         (unsigned char *)c->outkey + len - c->outcipher->key_len -
 190                                         c->outcipher->iv_len)) {
 191                         logger(LOG_ERR, "Error during initialisation of cipher for %s (%s): %s",
 192                                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 193                         return false;
 194                 }
 195
 196                 c->status.encryptout = true;
 197         }
 198
 199         return x;
 200 }
 201
 202 bool metakey_h(connection_t *c) {
 203         char buffer[MAX_STRING_SIZE];
 204         int cipher, digest, maclength, compression;
 205         int len;
 206
 207         if(sscanf(c->buffer, "%*d %d %d %d %d " MAX_STRING, &cipher, &digest, &maclength, &compression, buffer) != 5) {
 208                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "METAKEY", c->name,
 209                            c->hostname);
 210                 return false;
 211         }
 212
 213         len = RSA_size(myself->connection->rsa_key);
 214
 215         /* Check if the length of the meta key is all right */
 216
 217         if(strlen(buffer) != len * 2) {
 218                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name, c->hostname, "wrong keylength");
 219                 return false;
 220         }
 221
 222         /* Allocate buffers for the meta key */
 223
 224         c->inkey = xrealloc(c->inkey, len);
 225
 226         if(!c->inctx)
 227                 c->inctx = xmalloc_and_zero(sizeof(*c->inctx));
 228
 229         /* Convert the challenge from hexadecimal back to binary */
 230
 231         if(!hex2bin(buffer, buffer, len)) {
 232                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s(%s): %s", "METAKEY", c->name, c->hostname, "invalid key");
 233                 return false;
 234         }
 235
 236         /* Decrypt the meta key */
 237
 238         if(RSA_private_decrypt(len, (unsigned char *)buffer, (unsigned char *)c->inkey, myself->connection->rsa_key, RSA_NO_PADDING) != len) {  /* See challenge() */
 239                 logger(LOG_ERR, "Error during decryption of meta key for %s (%s): %s",
 240                            c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 241                 return false;
 242         }
 243
 244         ifdebug(SCARY_THINGS) {
 245                 bin2hex(c->inkey, buffer, len);
 246                 buffer[len * 2] = '\0';
 247                 logger(LOG_DEBUG, "Received random meta key (unencrypted): %s", buffer);
 248         }
 249
 250         /* All incoming requests will now be encrypted. */
 251
 252         /* Check and lookup cipher and digest algorithms */
 253
 254         if(cipher) {
 255                 c->incipher = EVP_get_cipherbynid(cipher);
 256
 257                 if(!c->incipher) {
 258                         logger(LOG_ERR, "%s (%s) uses unknown cipher!", c->name, c->hostname);
 259                         return false;
 260                 }
 261
 262                 if(!EVP_DecryptInit(c->inctx, c->incipher,
 263                                         (unsigned char *)c->inkey + len - c->incipher->key_len,
 264                                         (unsigned char *)c->inkey + len - c->incipher->key_len -
 265                                         c->incipher->iv_len)) {
 266                         logger(LOG_ERR, "Error during initialisation of cipher from %s (%s): %s",
 267                                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 268                         return false;
 269                 }
 270
 271                 c->status.decryptin = true;
 272         } else {
 273                 c->incipher = NULL;
 274         }
 275
 276         c->inmaclength = maclength;
 277
 278         if(digest) {
 279                 c->indigest = EVP_get_digestbynid(digest);
 280
 281                 if(!c->indigest) {
 282                         logger(LOG_ERR, "Node %s (%s) uses unknown digest!", c->name, c->hostname);
 283                         return false;
 284                 }
 285
 286                 if(c->inmaclength > c->indigest->md_size || c->inmaclength < 0) {
 287                         logger(LOG_ERR, "%s (%s) uses bogus MAC length!", c->name, c->hostname);
 288                         return false;
 289                 }
 290         } else {
 291                 c->indigest = NULL;
 292         }
 293
 294         c->incompression = compression;
 295
 296         c->allow_request = CHALLENGE;
 297
 298         return send_challenge(c);
 299 }
 300
 301 bool send_challenge(connection_t *c) {
 302         /* CHECKME: what is most reasonable value for len? */
 303
 304         int len = RSA_size(c->rsa_key);
 305
 306         /* Allocate buffers for the challenge */
 307
 308         char buffer[2 * len + 1];
 309
 310         c->hischallenge = xrealloc(c->hischallenge, len);
 311
 312         /* Copy random data to the buffer */
 313
 314         if (1 != RAND_bytes((unsigned char *)c->hischallenge, len)) {
 315                 int err = ERR_get_error();
 316                 logger(LOG_ERR, "Failed to generate challenge (%s)", ERR_error_string(err, NULL));
 317                 return false; // Do not send predictable challenges, let connection attempt fail.
 318         }
 319
 320         /* Convert to hex */
 321
 322         bin2hex(c->hischallenge, buffer, len);
 323         buffer[len * 2] = '\0';
 324
 325         /* Send the challenge */
 326
 327         return send_request(c, "%d %s", CHALLENGE, buffer);
 328 }
 329
 330 bool challenge_h(connection_t *c) {
 331         char buffer[MAX_STRING_SIZE];
 332         int len;
 333
 334         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING, buffer) != 1) {
 335                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "CHALLENGE", c->name,
 336                            c->hostname);
 337                 return false;
 338         }
 339
 340         len = RSA_size(myself->connection->rsa_key);
 341
 342         /* Check if the length of the challenge is all right */
 343
 344         if(strlen(buffer) != len * 2) {
 345                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name,
 346                            c->hostname, "wrong challenge length");
 347                 return false;
 348         }
 349
 350         /* Allocate buffers for the challenge */
 351
 352         c->mychallenge = xrealloc(c->mychallenge, len);
 353
 354         /* Convert the challenge from hexadecimal back to binary */
 355
 356         if(!hex2bin(buffer, c->mychallenge, len)) {
 357                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s(%s): %s", "CHALLENGE", c->name, c->hostname, "invalid challenge");
 358                 return false;
 359         }
 360
 361         c->allow_request = CHAL_REPLY;
 362
 363         /* Rest is done by send_chal_reply() */
 364
 365         return send_chal_reply(c);
 366 }
 367
 368 bool send_chal_reply(connection_t *c) {
 369         char hash[EVP_MAX_MD_SIZE * 2 + 1];
 370         EVP_MD_CTX ctx;
 371
 372         /* Calculate the hash from the challenge we received */
 373
 374         if(!EVP_DigestInit(&ctx, c->indigest)
 375                         || !EVP_DigestUpdate(&ctx, c->mychallenge, RSA_size(myself->connection->rsa_key))
 376                         || !EVP_DigestFinal(&ctx, (unsigned char *)hash, NULL)) {
 377                 logger(LOG_ERR, "Error during calculation of response for %s (%s): %s",
 378                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 379                 return false;
 380         }
 381
 382         /* Convert the hash to a hexadecimal formatted string */
 383
 384         bin2hex(hash, hash, c->indigest->md_size);
 385         hash[c->indigest->md_size * 2] = '\0';
 386
 387         /* Send the reply */
 388
 389         return send_request(c, "%d %s", CHAL_REPLY, hash);
 390 }
 391
 392 bool chal_reply_h(connection_t *c) {
 393         char hishash[MAX_STRING_SIZE];
 394         char myhash[EVP_MAX_MD_SIZE];
 395         EVP_MD_CTX ctx;
 396
 397         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING, hishash) != 1) {
 398                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "CHAL_REPLY", c->name,
 399                            c->hostname);
 400                 return false;
 401         }
 402
 403         /* Check if the length of the hash is all right */
 404
 405         if(strlen(hishash) != c->outdigest->md_size * 2) {
 406                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name,
 407                            c->hostname, "wrong challenge reply length");
 408                 return false;
 409         }
 410
 411         /* Convert the hash to binary format */
 412
 413         if(!hex2bin(hishash, hishash, c->outdigest->md_size)) {
 414                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s(%s): %s", "CHAL_REPLY", c->name, c->hostname, "invalid hash");
 415                 return false;
 416         }
 417
 418         /* Calculate the hash from the challenge we sent */
 419
 420         if(!EVP_DigestInit(&ctx, c->outdigest)
 421                         || !EVP_DigestUpdate(&ctx, c->hischallenge, RSA_size(c->rsa_key))
 422                         || !EVP_DigestFinal(&ctx, (unsigned char *)myhash, NULL)) {
 423                 logger(LOG_ERR, "Error during calculation of response from %s (%s): %s",
 424                         c->name, c->hostname, ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
 425                 return false;
 426         }
 427
 428         /* Verify the incoming hash with the calculated hash */
 429
 430         if(memcmp(hishash, myhash, c->outdigest->md_size)) {
 431                 logger(LOG_ERR, "Possible intruder %s (%s): %s", c->name,
 432                            c->hostname, "wrong challenge reply");
 433
 434                 ifdebug(SCARY_THINGS) {
 435                         bin2hex(myhash, hishash, SHA_DIGEST_LENGTH);
 436                         hishash[SHA_DIGEST_LENGTH * 2] = '\0';
 437                         logger(LOG_DEBUG, "Expected challenge reply: %s", hishash);
 438                 }
 439
 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         c->allow_request = ACK;
 448
 449         return send_ack(c);
 450 }
 451
 452 bool send_ack(connection_t *c) {
 453         /* ACK message contains rest of the information the other end needs
 454            to create node_t and edge_t structures. */
 455
 456         struct timeval now;
 457         bool choice;
 458
 459         /* Estimate weight */
 460
 461         gettimeofday(&now, NULL);
 462         c->estimated_weight = (now.tv_sec - c->start.tv_sec) * 1000 + (now.tv_usec - c->start.tv_usec) / 1000;
 463
 464         /* Check some options */
 465
 466         if((get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "IndirectData"), &choice) && choice) || myself->options & OPTION_INDIRECT)
 467                 c->options |= OPTION_INDIRECT;
 468
 469         if((get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "TCPOnly"), &choice) && choice) || myself->options & OPTION_TCPONLY)
 470                 c->options |= OPTION_TCPONLY | OPTION_INDIRECT;
 471
 472         if(myself->options & OPTION_PMTU_DISCOVERY)
 473                 c->options |= OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 474
 475         choice = myself->options & OPTION_CLAMP_MSS;
 476         get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "ClampMSS"), &choice);
 477         if(choice)
 478                 c->options |= OPTION_CLAMP_MSS;
 479
 480         get_config_int(lookup_config(c->config_tree, "Weight"), &c->estimated_weight);
 481
 482         return send_request(c, "%d %s %d %x", ACK, myport, c->estimated_weight, c->options);
 483 }
 484
 485 static void send_everything(connection_t *c) {
 486         avl_node_t *node, *node2;
 487         node_t *n;
 488         subnet_t *s;
 489         edge_t *e;
 490
 491         /* Send all known subnets and edges */
 492
 493         if(tunnelserver) {
 494                 for(node = myself->subnet_tree->head; node; node = node->next) {
 495                         s = node->data;
 496                         send_add_subnet(c, s);
 497                 }
 498
 499                 return;
 500         }
 501
 502         for(node = node_tree->head; node; node = node->next) {
 503                 n = node->data;
 504
 505                 for(node2 = n->subnet_tree->head; node2; node2 = node2->next) {
 506                         s = node2->data;
 507                         send_add_subnet(c, s);
 508                 }
 509
 510                 for(node2 = n->edge_tree->head; node2; node2 = node2->next) {
 511                         e = node2->data;
 512                         send_add_edge(c, e);
 513                 }
 514         }
 515 }
 516
 517 bool ack_h(connection_t *c) {
 518         char hisport[MAX_STRING_SIZE];
 519         char *hisaddress;
 520         int weight, mtu;
 521         uint32_t options;
 522         node_t *n;
 523         bool choice;
 524
 525         if(sscanf(c->buffer, "%*d " MAX_STRING " %d %x", hisport, &weight, &options) != 3) {
 526                 logger(LOG_ERR, "Got bad %s from %s (%s)", "ACK", c->name,
 527                            c->hostname);
 528                 return false;
 529         }
 530
 531         /* Check if we already have a node_t for him */
 532
 533         n = lookup_node(c->name);
 534
 535         if(!n) {
 536                 n = new_node();
 537                 n->name = xstrdup(c->name);
 538                 node_add(n);
 539         } else {
 540                 if(n->connection) {
 541                         /* Oh dear, we already have a connection to this node. */
 542                         ifdebug(CONNECTIONS) logger(LOG_DEBUG, "Established a second connection with %s (%s), closing old connection",
 543                                            n->name, n->hostname);
 544                         terminate_connection(n->connection, false);
 545                         /* Run graph algorithm to purge key and make sure up/down scripts are rerun with new IP addresses and stuff */
 546                         graph();
 547                 }
 548         }
 549
 550         n->connection = c;
 551         c->node = n;
 552         if(!(c->options & options & OPTION_PMTU_DISCOVERY)) {
 553                 c->options &= ~OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 554                 options &= ~OPTION_PMTU_DISCOVERY;
 555         }
 556         c->options |= options;
 557
 558         if(get_config_int(lookup_config(c->config_tree, "PMTU"), &mtu) && mtu < n->mtu)
 559                 n->mtu = mtu;
 560
 561         if(get_config_int(lookup_config(config_tree, "PMTU"), &mtu) && mtu < n->mtu)
 562                 n->mtu = mtu;
 563
 564         if(get_config_bool(lookup_config(c->config_tree, "ClampMSS"), &choice)) {
 565                 if(choice)
 566                         c->options |= OPTION_CLAMP_MSS;
 567                 else
 568                         c->options &= ~OPTION_CLAMP_MSS;
 569         }
 570
 571         /* Activate this connection */
 572
 573         c->allow_request = ALL;
 574         c->status.active = true;
 575
 576         ifdebug(CONNECTIONS) logger(LOG_NOTICE, "Connection with %s (%s) activated", c->name,
 577                            c->hostname);
 578
 579         /* Send him everything we know */
 580
 581         send_everything(c);
 582
 583         /* Create an edge_t for this connection */
 584
 585         c->edge = new_edge();
 586         c->edge->from = myself;
 587         c->edge->to = n;
 588         sockaddr2str(&c->address, &hisaddress, NULL);
 589         c->edge->address = str2sockaddr(hisaddress, hisport);
 590         free(hisaddress);
 591         c->edge->weight = (weight + c->estimated_weight) / 2;
 592         c->edge->connection = c;
 593         c->edge->options = c->options;
 594
 595         edge_add(c->edge);
 596
 597         /* Notify everyone of the new edge */
 598
 599         if(tunnelserver)
 600                 send_add_edge(c, c->edge);
 601         else
 602                 send_add_edge(everyone, c->edge);
 603
 604         /* Run MST and SSSP algorithms */
 605
 606         graph();
 607
 608         return true;
 609 }