sys/netinet6/esp_core.c

   1 /*      $FreeBSD: src/sys/netinet6/esp_core.c,v 1.23.2.1 2007/12/07 08:45:28 gnn Exp $  */
   2 /*      $KAME: esp_core.c,v 1.50 2000/11/02 12:27:38 itojun Exp $       */
   3
   4 /*-
   5  * Copyright (C) 1995, 1996, 1997, and 1998 WIDE Project.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 3. Neither the name of the project nor the names of its contributors
  17  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  18  *    without specific prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE PROJECT AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE PROJECT OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  30  * SUCH DAMAGE.
  31  */
  32
  33 #include "opt_inet.h"
  34 #include "opt_inet6.h"
  35
  36 #include <sys/param.h>
  37 #include <sys/systm.h>
  38 #include <sys/malloc.h>
  39 #include <sys/mbuf.h>
  40 #include <sys/domain.h>
  41 #include <sys/protosw.h>
  42 #include <sys/socket.h>
  43 #include <sys/errno.h>
  44 #include <sys/time.h>
  45 #include <sys/syslog.h>
  46
  47 #include <net/if.h>
  48 #include <net/route.h>
  49
  50 #include <netinet/in.h>
  51 #include <netinet/in_var.h>
  52 #ifdef INET6
  53 #include <netinet/ip6.h>
  54 #include <netinet6/ip6_var.h>
  55 #include <netinet/icmp6.h>
  56 #endif
  57
  58 #include <netinet6/ipsec.h>
  59 #ifdef INET6
  60 #include <netinet6/ipsec6.h>
  61 #endif
  62 #include <netinet6/ah.h>
  63 #ifdef INET6
  64 #include <netinet6/ah6.h>
  65 #endif
  66 #include <netinet6/esp.h>
  67 #ifdef INET6
  68 #include <netinet6/esp6.h>
  69 #endif
  70 #include <netinet6/esp_rijndael.h>
  71 #include <netinet6/esp_camellia.h>
  72 #include <netinet6/esp_aesctr.h>
  73 #include <net/pfkeyv2.h>
  74 #include <netproto/key/keydb.h>
  75 #include <netproto/key/key.h>
  76
  77 #include <crypto/des/des.h>
  78 #include <crypto/blowfish/blowfish.h>
  79
  80 #include <opencrypto/cast.h>
  81 #define cast128_key     cast_key
  82 #define cast128_setkey(key, rawkey, keybytes) \
  83         cast_setkey((key), (rawkey), (keybytes))
  84 #define cast128_encrypt(key, inblock, outblock) \
  85         cast_encrypt((key), (inblock), (outblock))
  86 #define cast128_decrypt(key, inblock, outblock) \
  87         cast_decrypt((key), (inblock), (outblock))
  88
  89 #include <net/net_osdep.h>
  90
  91 static int esp_null_mature (struct secasvar *);
  92 static int esp_null_decrypt (struct mbuf *, size_t,
  93         struct secasvar *, const struct esp_algorithm *, int);
  94 static int esp_null_encrypt (struct mbuf *, size_t, size_t,
  95         struct secasvar *, const struct esp_algorithm *, int);
  96 static int esp_descbc_mature (struct secasvar *);
  97 static int esp_descbc_ivlen (const struct esp_algorithm *,
  98         struct secasvar *);
  99 static int esp_des_schedule (const struct esp_algorithm *,
 100         struct secasvar *);
 101 static size_t esp_des_schedlen (const struct esp_algorithm *);
 102 static int esp_des_blockdecrypt (const struct esp_algorithm *,
 103         struct secasvar *, u_int8_t *, u_int8_t *);
 104 static int esp_des_blockencrypt (const struct esp_algorithm *,
 105         struct secasvar *, u_int8_t *, u_int8_t *);
 106 static int esp_cbc_mature (struct secasvar *);
 107 static int esp_blowfish_schedule (const struct esp_algorithm *,
 108         struct secasvar *);
 109 static size_t esp_blowfish_schedlen (const struct esp_algorithm *);
 110 static int esp_blowfish_blockdecrypt (const struct esp_algorithm *,
 111         struct secasvar *, u_int8_t *, u_int8_t *);
 112 static int esp_blowfish_blockencrypt (const struct esp_algorithm *,
 113         struct secasvar *, u_int8_t *, u_int8_t *);
 114 static int esp_cast128_schedule (const struct esp_algorithm *,
 115         struct secasvar *);
 116 static size_t esp_cast128_schedlen (const struct esp_algorithm *);
 117 static int esp_cast128_blockdecrypt (const struct esp_algorithm *,
 118         struct secasvar *, u_int8_t *, u_int8_t *);
 119 static int esp_cast128_blockencrypt (const struct esp_algorithm *,
 120         struct secasvar *, u_int8_t *, u_int8_t *);
 121 static int esp_3des_schedule (const struct esp_algorithm *,
 122         struct secasvar *);
 123 static size_t esp_3des_schedlen (const struct esp_algorithm *);
 124 static int esp_3des_blockdecrypt (const struct esp_algorithm *,
 125         struct secasvar *, u_int8_t *, u_int8_t *);
 126 static int esp_3des_blockencrypt (const struct esp_algorithm *,
 127         struct secasvar *, u_int8_t *, u_int8_t *);
 128 static int esp_common_ivlen (const struct esp_algorithm *,
 129         struct secasvar *);
 130 static int esp_cbc_decrypt (struct mbuf *, size_t,
 131         struct secasvar *, const struct esp_algorithm *, int);
 132 static int esp_cbc_encrypt (struct mbuf *, size_t, size_t,
 133         struct secasvar *, const struct esp_algorithm *, int);
 134
 135 #define MAXIVLEN        16
 136
 137 static const struct esp_algorithm esp_algorithms[] = {
 138         { 8, -1, esp_descbc_mature, 64, 64, esp_des_schedlen,
 139                 "des-cbc",
 140                 esp_descbc_ivlen, esp_cbc_decrypt,
 141                 esp_cbc_encrypt, esp_des_schedule,
 142                 esp_des_blockdecrypt, esp_des_blockencrypt, },
 143         { 8, 8, esp_cbc_mature, 192, 192, esp_3des_schedlen,
 144                 "3des-cbc",
 145                 esp_common_ivlen, esp_cbc_decrypt,
 146                 esp_cbc_encrypt, esp_3des_schedule,
 147                 esp_3des_blockdecrypt, esp_3des_blockencrypt, },
 148         { 1, 0, esp_null_mature, 0, 2048, NULL, "null",
 149                 esp_common_ivlen, esp_null_decrypt,
 150                 esp_null_encrypt, NULL, },
 151         { 8, 8, esp_cbc_mature, 40, 448, esp_blowfish_schedlen, "blowfish-cbc",
 152                 esp_common_ivlen, esp_cbc_decrypt,
 153                 esp_cbc_encrypt, esp_blowfish_schedule,
 154                 esp_blowfish_blockdecrypt, esp_blowfish_blockencrypt, },
 155         { 8, 8, esp_cbc_mature, 40, 128, esp_cast128_schedlen,
 156                 "cast128-cbc",
 157                 esp_common_ivlen, esp_cbc_decrypt,
 158                 esp_cbc_encrypt, esp_cast128_schedule,
 159                 esp_cast128_blockdecrypt, esp_cast128_blockencrypt, },
 160         { 16, 16, esp_cbc_mature, 128, 256, esp_rijndael_schedlen,
 161                 "rijndael-cbc",
 162                 esp_common_ivlen, esp_cbc_decrypt,
 163                 esp_cbc_encrypt, esp_rijndael_schedule,
 164                 esp_rijndael_blockdecrypt, esp_rijndael_blockencrypt },
 165         { 16, 8, esp_aesctr_mature, 160, 288, esp_aesctr_schedlen, "aes-ctr",
 166                 esp_common_ivlen, esp_aesctr_decrypt,
 167                 esp_aesctr_encrypt, esp_aesctr_schedule },
 168         { 16, 16, esp_cbc_mature, 128, 256, esp_camellia_schedlen,
 169                 "camellia-cbc",
 170                 esp_common_ivlen, esp_cbc_decrypt,
 171                 esp_cbc_encrypt, esp_camellia_schedule,
 172                 esp_camellia_blockdecrypt, esp_camellia_blockencrypt },
 173 };
 174
 175 const struct esp_algorithm *
 176 esp_algorithm_lookup(int idx)
 177 {
 178
 179         switch (idx) {
 180         case SADB_EALG_DESCBC:
 181                 return &esp_algorithms[0];
 182         case SADB_EALG_3DESCBC:
 183                 return &esp_algorithms[1];
 184         case SADB_EALG_NULL:
 185                 return &esp_algorithms[2];
 186         case SADB_X_EALG_BLOWFISHCBC:
 187                 return &esp_algorithms[3];
 188         case SADB_X_EALG_CAST128CBC:
 189                 return &esp_algorithms[4];
 190         case SADB_X_EALG_RIJNDAELCBC:
 191                 return &esp_algorithms[5];
 192         case SADB_X_EALG_AESCTR:
 193                 return &esp_algorithms[6];
 194         case SADB_X_EALG_CAMELLIACBC:
 195                 return &esp_algorithms[7];
 196         default:
 197                 return NULL;
 198         }
 199 }
 200
 201 int
 202 esp_max_ivlen(void)
 203 {
 204         int idx;
 205         int ivlen;
 206
 207         ivlen = 0;
 208         for (idx = 0; idx < NELEM(esp_algorithms);
 209              idx++) {
 210                 if (esp_algorithms[idx].ivlenval > ivlen)
 211                         ivlen = esp_algorithms[idx].ivlenval;
 212         }
 213         return ivlen;
 214 }
 215
 216 int
 217 esp_schedule(const struct esp_algorithm *algo, struct secasvar *sav)
 218 {
 219         int error;
 220
 221         /* check for key length */
 222         if (_KEYBITS(sav->key_enc) < algo->keymin ||
 223             _KEYBITS(sav->key_enc) > algo->keymax) {
 224                 ipseclog((LOG_ERR,
 225                     "esp_schedule %s: unsupported key length %d: "
 226                     "needs %d to %d bits\n", algo->name, _KEYBITS(sav->key_enc),
 227                     algo->keymin, algo->keymax));
 228                 return EINVAL;
 229         }
 230
 231         /* already allocated */
 232         if (sav->sched && sav->schedlen != 0)
 233                 return 0;
 234         /* no schedule necessary */
 235         if (!algo->schedule || !algo->schedlen)
 236                 return 0;
 237
 238         sav->schedlen = (*algo->schedlen)(algo);
 239         sav->sched = kmalloc(sav->schedlen, M_SECA, M_NOWAIT);
 240         if (!sav->sched) {
 241                 sav->schedlen = 0;
 242                 return ENOBUFS;
 243         }
 244
 245         error = (*algo->schedule)(algo, sav);
 246         if (error) {
 247                 ipseclog((LOG_ERR, "esp_schedule %s: error %d\n",
 248                     algo->name, error));
 249                 bzero(sav->sched, sav->schedlen);
 250                 kfree(sav->sched, M_SECA);
 251                 sav->sched = NULL;
 252                 sav->schedlen = 0;
 253         }
 254         return error;
 255 }
 256
 257 static int
 258 esp_null_mature(struct secasvar *sav)
 259 {
 260
 261         /* anything is okay */
 262         return 0;
 263 }
 264
 265 static int
 266 esp_null_decrypt(struct mbuf *m,
 267                  size_t off,    /* offset to ESP header */
 268                  struct secasvar *sav, const struct esp_algorithm *algo,
 269                  int ivlen)
 270 {
 271
 272         return 0; /* do nothing */
 273 }
 274
 275 static int
 276 esp_null_encrypt(struct mbuf *m,
 277                  size_t off,    /* offset to ESP header */
 278                  size_t plen, struct secasvar *sav,
 279                  const struct esp_algorithm *algo, int ivlen)
 280 {
 281
 282         return 0; /* do nothing */
 283 }
 284
 285 static int
 286 esp_descbc_mature(struct secasvar *sav)
 287 {
 288         const struct esp_algorithm *algo;
 289
 290         if (!(sav->flags & SADB_X_EXT_OLD) && (sav->flags & SADB_X_EXT_IV4B)) {
 291                 ipseclog((LOG_ERR, "esp_cbc_mature: "
 292                     "algorithm incompatible with 4 octets IV length\n"));
 293                 return 1;
 294         }
 295
 296         if (!sav->key_enc) {
 297                 ipseclog((LOG_ERR, "esp_descbc_mature: no key is given.\n"));
 298                 return 1;
 299         }
 300
 301         algo = esp_algorithm_lookup(sav->alg_enc);
 302         if (!algo) {
 303                 ipseclog((LOG_ERR,
 304                     "esp_descbc_mature: unsupported algorithm.\n"));
 305                 return 1;
 306         }
 307
 308         if (_KEYBITS(sav->key_enc) < algo->keymin ||
 309             _KEYBITS(sav->key_enc) > algo->keymax) {
 310                 ipseclog((LOG_ERR,
 311                     "esp_descbc_mature: invalid key length %d.\n",
 312                     _KEYBITS(sav->key_enc)));
 313                 return 1;
 314         }
 315
 316         /* weak key check */
 317         if (des_is_weak_key((des_cblock *)_KEYBUF(sav->key_enc))) {
 318                 ipseclog((LOG_ERR,
 319                     "esp_descbc_mature: weak key was passed.\n"));
 320                 return 1;
 321         }
 322
 323         return 0;
 324 }
 325
 326 static int
 327 esp_descbc_ivlen(const struct esp_algorithm *algo, struct secasvar *sav)
 328 {
 329
 330         if (!sav)
 331                 return 8;
 332         if ((sav->flags & SADB_X_EXT_OLD) && (sav->flags & SADB_X_EXT_IV4B))
 333                 return 4;
 334         if (!(sav->flags & SADB_X_EXT_OLD) && (sav->flags & SADB_X_EXT_DERIV))
 335                 return 4;
 336         return 8;
 337 }
 338
 339 static size_t
 340 esp_des_schedlen(const struct esp_algorithm *algo)
 341 {
 342
 343         return sizeof(des_key_schedule);
 344 }
 345
 346 static int
 347 esp_des_schedule(const struct esp_algorithm *algo, struct secasvar *sav)
 348 {
 349
 350         if (des_key_sched((des_cblock *)_KEYBUF(sav->key_enc),
 351             *(des_key_schedule *)sav->sched))
 352                 return EINVAL;
 353         else
 354                 return 0;
 355 }
 356
 357 static int
 358 esp_des_blockdecrypt(const struct esp_algorithm *algo, struct secasvar *sav,
 359                      u_int8_t *s, u_int8_t *d)
 360 {
 361
 362         /* assumption: d has a good alignment */
 363         bcopy(s, d, sizeof(DES_LONG) * 2);
 364         des_ecb_encrypt((des_cblock *)d, (des_cblock *)d,
 365             *(des_key_schedule *)sav->sched, DES_DECRYPT);
 366         return 0;
 367 }
 368
 369 static int
 370 esp_des_blockencrypt(const struct esp_algorithm *algo, struct secasvar *sav,
 371                      u_int8_t *s, u_int8_t *d)
 372 {
 373
 374         /* assumption: d has a good alignment */
 375         bcopy(s, d, sizeof(DES_LONG) * 2);
 376         des_ecb_encrypt((des_cblock *)d, (des_cblock *)d,
 377             *(des_key_schedule *)sav->sched, DES_ENCRYPT);
 378         return 0;
 379 }
 380
 381 static int
 382 esp_cbc_mature(struct secasvar *sav)
 383 {
 384         int keylen;
 385         const struct esp_algorithm *algo;
 386
 387         if (sav->flags & SADB_X_EXT_OLD) {
 388                 ipseclog((LOG_ERR,
 389                     "esp_cbc_mature: algorithm incompatible with esp-old\n"));
 390                 return 1;
 391         }
 392         if (sav->flags & SADB_X_EXT_DERIV) {
 393                 ipseclog((LOG_ERR,
 394                     "esp_cbc_mature: algorithm incompatible with derived\n"));
 395                 return 1;
 396         }
 397
 398         if (!sav->key_enc) {
 399                 ipseclog((LOG_ERR, "esp_cbc_mature: no key is given.\n"));
 400                 return 1;
 401         }
 402
 403         algo = esp_algorithm_lookup(sav->alg_enc);
 404         if (!algo) {
 405                 ipseclog((LOG_ERR,
 406                     "esp_cbc_mature %s: unsupported algorithm.\n", algo->name));
 407                 return 1;
 408         }
 409
 410         keylen = sav->key_enc->sadb_key_bits;
 411         if (keylen < algo->keymin || algo->keymax < keylen) {
 412                 ipseclog((LOG_ERR,
 413                     "esp_cbc_mature %s: invalid key length %d.\n",
 414                     algo->name, sav->key_enc->sadb_key_bits));
 415                 return 1;
 416         }
 417         switch (sav->alg_enc) {
 418         case SADB_EALG_3DESCBC:
 419                 /* weak key check */
 420                 if (des_is_weak_key((des_cblock *)_KEYBUF(sav->key_enc)) ||
 421                     des_is_weak_key((des_cblock *)(_KEYBUF(sav->key_enc) + 8)) ||
 422                     des_is_weak_key((des_cblock *)(_KEYBUF(sav->key_enc) + 16))) {
 423                         ipseclog((LOG_ERR,
 424                             "esp_cbc_mature %s: weak key was passed.\n",
 425                             algo->name));
 426                         return 1;
 427                 }
 428                 break;
 429         case SADB_X_EALG_BLOWFISHCBC:
 430         case SADB_X_EALG_CAST128CBC:
 431                 break;
 432         case SADB_X_EALG_RIJNDAELCBC:
 433         case SADB_X_EALG_CAMELLIACBC:
 434                 /* allows specific key sizes only */
 435                 if (!(keylen == 128 || keylen == 192 || keylen == 256)) {
 436                         ipseclog((LOG_ERR,
 437                             "esp_cbc_mature %s: invalid key length %d.\n",
 438                             algo->name, keylen));
 439                         return 1;
 440                 }
 441                 break;
 442         }
 443
 444         return 0;
 445 }
 446
 447 static size_t
 448 esp_blowfish_schedlen(const struct esp_algorithm *algo)
 449 {
 450
 451         return sizeof(BF_KEY);
 452 }
 453
 454 static int
 455 esp_blowfish_schedule(const struct esp_algorithm *algo, struct secasvar *sav)
 456 {
 457
 458         BF_set_key((BF_KEY *)sav->sched, _KEYLEN(sav->key_enc),
 459             _KEYBUF(sav->key_enc));
 460         return 0;
 461 }
 462
 463 static int
 464 esp_blowfish_blockdecrypt(const struct esp_algorithm *algo,
 465                           struct secasvar *sav, u_int8_t *s, u_int8_t *d)
 466 {
 467
 468         BF_ecb_encrypt(s, d, (BF_KEY *)sav->sched, 0);
 469         return 0;
 470 }
 471
 472 static int
 473 esp_blowfish_blockencrypt(const struct esp_algorithm *algo,
 474                           struct secasvar *sav, u_int8_t *s, u_int8_t *d)
 475 {
 476
 477         BF_ecb_encrypt(s, d, (BF_KEY *)sav->sched, 1);
 478         return 0;
 479 }
 480
 481 static size_t
 482 esp_cast128_schedlen(const struct esp_algorithm *algo)
 483 {
 484
 485         return sizeof(cast128_key);
 486 }
 487
 488 static int
 489 esp_cast128_schedule(const struct esp_algorithm *algo, struct secasvar *sav)
 490 {
 491
 492         cast128_setkey((cast128_key *)sav->sched, _KEYBUF(sav->key_enc),
 493             _KEYLEN(sav->key_enc));
 494         return 0;
 495 }
 496
 497 static int
 498 esp_cast128_blockdecrypt(const struct esp_algorithm *algo,
 499                          struct secasvar *sav, u_int8_t *s, u_int8_t *d)
 500 {
 501
 502         cast128_decrypt((cast128_key *)sav->sched, s, d);
 503         return 0;
 504 }
 505
 506 static int
 507 esp_cast128_blockencrypt(const struct esp_algorithm *algo, struct secasvar *sav,
 508                          u_int8_t *s, u_int8_t *d)
 509 {
 510
 511         cast128_encrypt((cast128_key *)sav->sched, s, d);
 512         return 0;
 513 }
 514
 515 static size_t
 516 esp_3des_schedlen(const struct esp_algorithm *algo)
 517 {
 518
 519         return sizeof(des_key_schedule) * 3;
 520 }
 521
 522 static int
 523 esp_3des_schedule(const struct esp_algorithm *algo, struct secasvar *sav)
 524 {
 525         int error;
 526         des_key_schedule *p;
 527         int i;
 528         u_int8_t *k;
 529
 530         p = (des_key_schedule *)sav->sched;
 531         k = _KEYBUF(sav->key_enc);
 532         for (i = 0; i < 3; i++) {
 533                 error = des_key_sched((des_cblock *)(k + 8 * i), p[i]);
 534                 if (error)
 535                         return EINVAL;
 536         }
 537         return 0;
 538 }
 539
 540 static int
 541 esp_3des_blockdecrypt(const struct esp_algorithm *algo, struct secasvar *sav,
 542                       u_int8_t *s, u_int8_t *d)
 543 {
 544         des_key_schedule *p;
 545
 546         /* assumption: d has a good alignment */
 547         p = (des_key_schedule *)sav->sched;
 548         bcopy(s, d, sizeof(DES_LONG) * 2);
 549         des_ecb3_encrypt((des_cblock *)d, (des_cblock *)d,
 550                          p[0], p[1], p[2], DES_DECRYPT);
 551         return 0;
 552 }
 553
 554 static int
 555 esp_3des_blockencrypt(const struct esp_algorithm *algo, struct secasvar *sav,
 556                       u_int8_t *s, u_int8_t *d)
 557 {
 558         des_key_schedule *p;
 559
 560         /* assumption: d has a good alignment */
 561         p = (des_key_schedule *)sav->sched;
 562         bcopy(s, d, sizeof(DES_LONG) * 2);
 563         des_ecb3_encrypt((des_cblock *)d, (des_cblock *)d,
 564                          p[0], p[1], p[2], DES_ENCRYPT);
 565         return 0;
 566 }
 567
 568 static int
 569 esp_common_ivlen(const struct esp_algorithm *algo, struct secasvar *sav)
 570 {
 571
 572         if (!algo)
 573                 panic("esp_common_ivlen: unknown algorithm");
 574         return algo->ivlenval;
 575 }
 576
 577 static int
 578 esp_cbc_decrypt(struct mbuf *m, size_t off, struct secasvar *sav,
 579                 const struct esp_algorithm *algo, int ivlen)
 580 {
 581         struct mbuf *s;
 582         struct mbuf *d, *d0, *dp;
 583         int soff, doff; /* offset from the head of chain, to head of this mbuf */
 584         int sn, dn;     /* offset from the head of the mbuf, to meat */
 585         size_t ivoff, bodyoff;
 586         u_int8_t iv[MAXIVLEN], *ivp;
 587         u_int8_t sbuf[MAXIVLEN], *sp;
 588         u_int8_t *p, *q;
 589         struct mbuf *scut;
 590         int scutoff;
 591         int i;
 592         int blocklen;
 593         int derived;
 594
 595         if (ivlen != sav->ivlen || ivlen > sizeof(iv)) {
 596                 ipseclog((LOG_ERR, "esp_cbc_decrypt %s: "
 597                     "unsupported ivlen %d\n", algo->name, ivlen));
 598                 m_freem(m);
 599                 return EINVAL;
 600         }
 601
 602         /* assumes blocklen == padbound */
 603         blocklen = algo->padbound;
 604
 605 #ifdef DIAGNOSTIC
 606         if (blocklen > sizeof(iv)) {
 607                 ipseclog((LOG_ERR, "esp_cbc_decrypt %s: "
 608                     "unsupported blocklen %d\n", algo->name, blocklen));
 609                 m_freem(m);
 610                 return EINVAL;
 611         }
 612 #endif
 613
 614         if (sav->flags & SADB_X_EXT_OLD) {
 615                 /* RFC 1827 */
 616                 ivoff = off + sizeof(struct esp);
 617                 bodyoff = off + sizeof(struct esp) + ivlen;
 618                 derived = 0;
 619         } else {
 620                 /* RFC 2406 */
 621                 if (sav->flags & SADB_X_EXT_DERIV) {
 622                         /*
 623                          * draft-ietf-ipsec-ciph-des-derived-00.txt
 624                          * uses sequence number field as IV field.
 625                          */
 626                         ivoff = off + sizeof(struct esp);
 627                         bodyoff = off + sizeof(struct esp) + sizeof(u_int32_t);
 628                         ivlen = sizeof(u_int32_t);
 629                         derived = 1;
 630                 } else {
 631                         ivoff = off + sizeof(struct newesp);
 632                         bodyoff = off + sizeof(struct newesp) + ivlen;
 633                         derived = 0;
 634                 }
 635         }
 636
 637         /* grab iv */
 638         m_copydata(m, ivoff, ivlen, (caddr_t)iv);
 639
 640         /* extend iv */
 641         if (ivlen == blocklen)
 642                 ;
 643         else if (ivlen == 4 && blocklen == 8) {
 644                 bcopy(&iv[0], &iv[4], 4);
 645                 iv[4] ^= 0xff;
 646                 iv[5] ^= 0xff;
 647                 iv[6] ^= 0xff;
 648                 iv[7] ^= 0xff;
 649         } else {
 650                 ipseclog((LOG_ERR, "esp_cbc_encrypt %s: "
 651                     "unsupported ivlen/blocklen: %d %d\n",
 652                     algo->name, ivlen, blocklen));
 653                 m_freem(m);
 654                 return EINVAL;
 655         }
 656
 657         if (m->m_pkthdr.len < bodyoff) {
 658                 ipseclog((LOG_ERR, "esp_cbc_decrypt %s: bad len %d/%lu\n",
 659                     algo->name, m->m_pkthdr.len, (unsigned long)bodyoff));
 660                 m_freem(m);
 661                 return EINVAL;
 662         }
 663         if ((m->m_pkthdr.len - bodyoff) % blocklen) {
 664                 ipseclog((LOG_ERR, "esp_cbc_decrypt %s: "
 665                     "payload length must be multiple of %d\n",
 666                     algo->name, blocklen));
 667                 m_freem(m);
 668                 return EINVAL;
 669         }
 670
 671         s = m;
 672         d = d0 = dp = NULL;
 673         soff = doff = sn = dn = 0;
 674         ivp = sp = NULL;
 675
 676         /* skip bodyoff */
 677         while (soff < bodyoff) {
 678                 if (soff + s->m_len >= bodyoff) {
 679                         sn = bodyoff - soff;
 680                         break;
 681                 }
 682
 683                 soff += s->m_len;
 684                 s = s->m_next;
 685         }
 686         scut = s;
 687         scutoff = sn;
 688
 689         /* skip over empty mbuf */
 690         while (s && s->m_len == 0)
 691                 s = s->m_next;
 692
 693         while (soff < m->m_pkthdr.len) {
 694                 /* source */
 695                 if (sn + blocklen <= s->m_len) {
 696                         /* body is continuous */
 697                         sp = mtod(s, u_int8_t *) + sn;
 698                 } else {
 699                         /* body is non-continuous */
 700                         m_copydata(s, sn, blocklen, sbuf);
 701                         sp = sbuf;
 702                 }
 703
 704                 /* destination */
 705                 if (!d || dn + blocklen > d->m_len) {
 706                         if (d)
 707                                 dp = d;
 708                         i = m->m_pkthdr.len - (soff + sn);
 709                         d = m_getb(i, MB_DONTWAIT, MT_DATA, 0);
 710                         if (!d) {
 711                                 m_freem(m);
 712                                 if (d0)
 713                                         m_freem(d0);
 714                                 return ENOBUFS;
 715                         }
 716                         if (!d0)
 717                                 d0 = d;
 718                         if (dp)
 719                                 dp->m_next = d;
 720                         d->m_len = 0;
 721                         d->m_len = rounddown(M_TRAILINGSPACE(d), blocklen);
 722                         if (d->m_len > i)
 723                                 d->m_len = i;
 724                         dn = 0;
 725                 }
 726
 727                 /* decrypt */
 728                 (*algo->blockdecrypt)(algo, sav, sp, mtod(d, u_int8_t *) + dn);
 729
 730                 /* xor */
 731                 p = ivp ? ivp : iv;
 732                 q = mtod(d, u_int8_t *) + dn;
 733                 for (i = 0; i < blocklen; i++)
 734                         q[i] ^= p[i];
 735
 736                 /* next iv */
 737                 if (sp == sbuf) {
 738                         bcopy(sbuf, iv, blocklen);
 739                         ivp = NULL;
 740                 } else
 741                         ivp = sp;
 742
 743                 sn += blocklen;
 744                 dn += blocklen;
 745
 746                 /* find the next source block */
 747                 while (s && sn >= s->m_len) {
 748                         sn -= s->m_len;
 749                         soff += s->m_len;
 750                         s = s->m_next;
 751                 }
 752
 753                 /* skip over empty mbuf */
 754                 while (s && s->m_len == 0)
 755                         s = s->m_next;
 756         }
 757
 758         m_freem(scut->m_next);
 759         scut->m_len = scutoff;
 760         scut->m_next = d0;
 761
 762         /* just in case */
 763         bzero(iv, sizeof(iv));
 764         bzero(sbuf, sizeof(sbuf));
 765
 766         return 0;
 767 }
 768
 769 static int
 770 esp_cbc_encrypt(struct mbuf *m, size_t off, size_t plen, struct secasvar *sav,
 771                 const struct esp_algorithm *algo, int ivlen)
 772 {
 773         struct mbuf *s;
 774         struct mbuf *d, *d0, *dp;
 775         int soff, doff; /* offset from the head of chain, to head of this mbuf */
 776         int sn, dn;     /* offset from the head of the mbuf, to meat */
 777         size_t ivoff, bodyoff;
 778         u_int8_t iv[MAXIVLEN], *ivp;
 779         u_int8_t sbuf[MAXIVLEN], *sp;
 780         u_int8_t *p, *q;
 781         struct mbuf *scut;
 782         int scutoff;
 783         int i;
 784         int blocklen;
 785         int derived;
 786
 787         if (ivlen != sav->ivlen || ivlen > sizeof(iv)) {
 788                 ipseclog((LOG_ERR, "esp_cbc_encrypt %s: "
 789                     "unsupported ivlen %d\n", algo->name, ivlen));
 790                 m_freem(m);
 791                 return EINVAL;
 792         }
 793
 794         /* assumes blocklen == padbound */
 795         blocklen = algo->padbound;
 796
 797 #ifdef DIAGNOSTIC
 798         if (blocklen > sizeof(iv)) {
 799                 ipseclog((LOG_ERR, "esp_cbc_encrypt %s: "
 800                     "unsupported blocklen %d\n", algo->name, blocklen));
 801                 m_freem(m);
 802                 return EINVAL;
 803         }
 804 #endif
 805
 806         if (sav->flags & SADB_X_EXT_OLD) {
 807                 /* RFC 1827 */
 808                 ivoff = off + sizeof(struct esp);
 809                 bodyoff = off + sizeof(struct esp) + ivlen;
 810                 derived = 0;
 811         } else {
 812                 /* RFC 2406 */
 813                 if (sav->flags & SADB_X_EXT_DERIV) {
 814                         /*
 815                          * draft-ietf-ipsec-ciph-des-derived-00.txt
 816                          * uses sequence number field as IV field.
 817                          */
 818                         ivoff = off + sizeof(struct esp);
 819                         bodyoff = off + sizeof(struct esp) + sizeof(u_int32_t);
 820                         ivlen = sizeof(u_int32_t);
 821                         derived = 1;
 822                 } else {
 823                         ivoff = off + sizeof(struct newesp);
 824                         bodyoff = off + sizeof(struct newesp) + ivlen;
 825                         derived = 0;
 826                 }
 827         }
 828
 829         /* put iv into the packet.  if we are in derived mode, use seqno. */
 830         if (derived)
 831                 m_copydata(m, ivoff, ivlen, (caddr_t)iv);
 832         else {
 833                 bcopy(sav->iv, iv, ivlen);
 834                 /* maybe it is better to overwrite dest, not source */
 835                 m_copyback(m, ivoff, ivlen, (caddr_t)iv);
 836         }
 837
 838         /* extend iv */
 839         if (ivlen == blocklen)
 840                 ;
 841         else if (ivlen == 4 && blocklen == 8) {
 842                 bcopy(&iv[0], &iv[4], 4);
 843                 iv[4] ^= 0xff;
 844                 iv[5] ^= 0xff;
 845                 iv[6] ^= 0xff;
 846                 iv[7] ^= 0xff;
 847         } else {
 848                 ipseclog((LOG_ERR, "esp_cbc_encrypt %s: "
 849                     "unsupported ivlen/blocklen: %d %d\n",
 850                     algo->name, ivlen, blocklen));
 851                 m_freem(m);
 852                 return EINVAL;
 853         }
 854
 855         if (m->m_pkthdr.len < bodyoff) {
 856                 ipseclog((LOG_ERR, "esp_cbc_encrypt %s: bad len %d/%lu\n",
 857                     algo->name, m->m_pkthdr.len, (unsigned long)bodyoff));
 858                 m_freem(m);
 859                 return EINVAL;
 860         }
 861         if ((m->m_pkthdr.len - bodyoff) % blocklen) {
 862                 ipseclog((LOG_ERR, "esp_cbc_encrypt %s: "
 863                     "payload length must be multiple of %lu\n",
 864                     algo->name, (unsigned long)algo->padbound));
 865                 m_freem(m);
 866                 return EINVAL;
 867         }
 868
 869         s = m;
 870         d = d0 = dp = NULL;
 871         soff = doff = sn = dn = 0;
 872         ivp = sp = NULL;
 873
 874         /* skip bodyoff */
 875         while (soff < bodyoff) {
 876                 if (soff + s->m_len >= bodyoff) {
 877                         sn = bodyoff - soff;
 878                         break;
 879                 }
 880
 881                 soff += s->m_len;
 882                 s = s->m_next;
 883         }
 884         scut = s;
 885         scutoff = sn;
 886
 887         /* skip over empty mbuf */
 888         while (s && s->m_len == 0)
 889                 s = s->m_next;
 890
 891         while (soff < m->m_pkthdr.len) {
 892                 /* source */
 893                 if (sn + blocklen <= s->m_len) {
 894                         /* body is continuous */
 895                         sp = mtod(s, u_int8_t *) + sn;
 896                 } else {
 897                         /* body is non-continuous */
 898                         m_copydata(s, sn, blocklen, (caddr_t)sbuf);
 899                         sp = sbuf;
 900                 }
 901
 902                 /* destination */
 903                 if (!d || dn + blocklen > d->m_len) {
 904                         if (d)
 905                                 dp = d;
 906                         i = m->m_pkthdr.len - (soff + sn);
 907                         d = m_getb(i, MB_DONTWAIT, MT_DATA, 0);
 908                         if (!d) {
 909                                 m_freem(m);
 910                                 if (d0)
 911                                         m_freem(d0);
 912                                 return ENOBUFS;
 913                         }
 914                         if (!d0)
 915                                 d0 = d;
 916                         if (dp)
 917                                 dp->m_next = d;
 918                         d->m_len = 0;
 919                         d->m_len = rounddown(M_TRAILINGSPACE(d), blocklen);
 920                         if (d->m_len > i)
 921                                 d->m_len = i;
 922                         dn = 0;
 923                 }
 924
 925                 /* xor */
 926                 p = ivp ? ivp : iv;
 927                 q = sp;
 928                 for (i = 0; i < blocklen; i++)
 929                         q[i] ^= p[i];
 930
 931                 /* encrypt */
 932                 (*algo->blockencrypt)(algo, sav, sp, mtod(d, u_int8_t *) + dn);
 933
 934                 /* next iv */
 935                 ivp = mtod(d, u_int8_t *) + dn;
 936
 937                 sn += blocklen;
 938                 dn += blocklen;
 939
 940                 /* find the next source block */
 941                 while (s && sn >= s->m_len) {
 942                         sn -= s->m_len;
 943                         soff += s->m_len;
 944                         s = s->m_next;
 945                 }
 946
 947                 /* skip over empty mbuf */
 948                 while (s && s->m_len == 0)
 949                         s = s->m_next;
 950         }
 951
 952         m_freem(scut->m_next);
 953         scut->m_len = scutoff;
 954         scut->m_next = d0;
 955
 956         /* just in case */
 957         bzero(iv, sizeof(iv));
 958         bzero(sbuf, sizeof(sbuf));
 959
 960         key_sa_stir_iv(sav);
 961
 962         return 0;
 963 }
 964
 965 /*------------------------------------------------------------*/
 966
 967 /* does not free m0 on error */
 968 int
 969 esp_auth(struct mbuf *m0,
 970          size_t skip,   /* offset to ESP header */
 971          size_t length, /* payload length */
 972          struct secasvar *sav, u_char *sum)
 973 {
 974         struct mbuf *m;
 975         size_t off;
 976         struct ah_algorithm_state s;
 977         u_char sumbuf[AH_MAXSUMSIZE];
 978         const struct ah_algorithm *algo;
 979         size_t siz;
 980         int error;
 981
 982         /* sanity checks */
 983         if (m0->m_pkthdr.len < skip) {
 984                 ipseclog((LOG_DEBUG, "esp_auth: mbuf length < skip\n"));
 985                 return EINVAL;
 986         }
 987         if (m0->m_pkthdr.len < skip + length) {
 988                 ipseclog((LOG_DEBUG,
 989                     "esp_auth: mbuf length < skip + length\n"));
 990                 return EINVAL;
 991         }
 992         /*
 993          * length of esp part (excluding authentication data) must be 4n,
 994          * since nexthdr must be at offset 4n+3.
 995          */
 996         if (length % 4) {
 997                 ipseclog((LOG_ERR, "esp_auth: length is not multiple of 4\n"));
 998                 return EINVAL;
 999         }
1000         if (!sav) {
1001                 ipseclog((LOG_DEBUG, "esp_auth: NULL SA passed\n"));
1002                 return EINVAL;
1003         }
1004         algo = ah_algorithm_lookup(sav->alg_auth);
1005         if (!algo) {
1006                 ipseclog((LOG_ERR,
1007                     "esp_auth: bad ESP auth algorithm passed: %d\n",
1008                     sav->alg_auth));
1009                 return EINVAL;
1010         }
1011
1012         m = m0;
1013         off = 0;
1014
1015         siz = (((*algo->sumsiz)(sav) + 3) & ~(4 - 1));
1016         if (sizeof(sumbuf) < siz) {
1017                 ipseclog((LOG_DEBUG,
1018                     "esp_auth: AH_MAXSUMSIZE is too small: siz=%lu\n",
1019                     (u_long)siz));
1020                 return EINVAL;
1021         }
1022
1023         /* skip the header */
1024         while (skip) {
1025                 if (!m)
1026                         panic("mbuf chain?");
1027                 if (m->m_len <= skip) {
1028                         skip -= m->m_len;
1029                         m = m->m_next;
1030                         off = 0;
1031                 } else {
1032                         off = skip;
1033                         skip = 0;
1034                 }
1035         }
1036
1037         error = (*algo->init)(&s, sav);
1038         if (error)
1039                 return error;
1040
1041         while (0 < length) {
1042                 if (!m)
1043                         panic("mbuf chain?");
1044
1045                 if (m->m_len - off < length) {
1046                         (*algo->update)(&s, mtod(m, u_char *) + off,
1047                                 m->m_len - off);
1048                         length -= m->m_len - off;
1049                         m = m->m_next;
1050                         off = 0;
1051                 } else {
1052                         (*algo->update)(&s, mtod(m, u_char *) + off, length);
1053                         break;
1054                 }
1055         }
1056         (*algo->result)(&s, sumbuf);
1057         bcopy(sumbuf, sum, siz);        /* XXX */
1058
1059         return 0;
1060 }