ea2ec1cda75b09c6132e5a0c73fcdf42c60ff9f1
[dragonfly.git] / sbin / hammer2 / crypto.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2011-2012 The DragonFly Project.  All rights reserved.
3  *
4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
5  * by Matthew Dillon <dillon@dragonflybsd.org>
6  * by Venkatesh Srinivas <vsrinivas@dragonflybsd.org>
7  * by Alex Hornung <alexh@dragonflybsd.org>
8  *
9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
10  * modification, are permitted provided that the following conditions
11  * are met:
12  *
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
17  *    the documentation and/or other materials provided with the
18  *    distribution.
19  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
20  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
21  *    from this software without specific, prior written permission.
22  *
23  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
24  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
25  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
26  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
27  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
28  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
29  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
30  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
31  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
32  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
33  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
34  * SUCH DAMAGE.
35  */
36
37 #include "hammer2.h"
38
39 /*
40  * Setup crypto for pthreads
41  */
42 static pthread_mutex_t *crypto_locks;
43 int crypto_count;
44
45 static
46 unsigned long
47 hammer2_crypto_id_callback(void)
48 {
49         return ((unsigned long)(uintptr_t)pthread_self());
50 }
51
52 static
53 void
54 hammer2_crypto_locking_callback(int mode, int type,
55                                 const char *file __unused, int line __unused)
56 {
57         assert(type >= 0 && type < crypto_count);
58         if (mode & CRYPTO_LOCK) {
59                 pthread_mutex_lock(&crypto_locks[type]);
60         } else {
61                 pthread_mutex_unlock(&crypto_locks[type]);
62         }
63 }
64
65 void
66 hammer2_crypto_setup(void)
67 {
68         crypto_count = CRYPTO_num_locks();
69         crypto_locks = calloc(crypto_count, sizeof(crypto_locks[0]));
70         CRYPTO_set_id_callback(hammer2_crypto_id_callback);
71         CRYPTO_set_locking_callback(hammer2_crypto_locking_callback);
72 }
73
74 static
75 int
76 _gcm_init(hammer2_ioq_t *ioq, char *key, int klen, char *iv_fixed, int ivlen,
77           int enc)
78 {
79         int i, ok;
80
81         if (klen < 32 /* 256 bits */ || ivlen < 4 /* 32 bits */) {
82                 if (DebugOpt)
83                         fprintf(stderr, "Not enough key or iv material\n");
84                 return -1;
85         }
86
87         printf("%s key: ", enc ? "Encryption" : "Decryption");
88         for (i = 0; i < HAMMER2_AES_KEY_SIZE; ++i)
89                 printf("%02x", (unsigned char)key[i]);
90         printf("\n");
91
92         printf("%s iv:  ", enc ? "Encryption" : "Decryption");
93         for (i = 0; i < HAMMER2_CRYPTO_IV_FIXED_SIZE; ++i)
94                 printf("%02x", (unsigned char)iv_fixed[i]);
95         printf(" (fixed part only)\n");
96
97
98         EVP_CIPHER_CTX_init(&ioq->ctx);
99
100         if (enc)
101                 ok = EVP_EncryptInit_ex(&ioq->ctx, EVP_aes_256_gcm(), NULL,
102                                         key, NULL);
103         else
104                 ok = EVP_DecryptInit_ex(&ioq->ctx, EVP_aes_256_gcm(), NULL,
105                                         key, NULL);
106         if (!ok)
107                 goto fail;
108
109         /*
110          * According to the original Galois/Counter Mode of Operation (GCM)
111          * proposal, only IVs that are exactly 96 bits get used without any
112          * further processing. Other IV sizes cause the GHASH() operation
113          * to be applied to the IV, which is more costly.
114          *
115          * The NIST SP 800-38D also recommends using a 96 bit IV for the same
116          * reasons. We actually follow the deterministic construction
117          * recommended in NIST SP 800-38D with a 64 bit invocation field as an
118          * integer counter and a random, session-specific fixed field.
119          *
120          * This means that we can essentially use the same session key and
121          * IV fixed field for up to 2^64 invocations of the authenticated
122          * encryption or decryption.
123          *
124          * With a chunk size of 64 bytes, this adds up to 1 zettabyte of
125          * traffic.
126          */
127         ok = EVP_CIPHER_CTX_ctrl(&ioq->ctx, EVP_CTRL_GCM_SET_IVLEN,
128                                  HAMMER2_CRYPTO_IV_SIZE, NULL);
129         if (!ok)
130                 goto fail;
131
132         memset(ioq->iv, 0, HAMMER2_CRYPTO_IV_SIZE);
133         memcpy(ioq->iv, iv_fixed, HAMMER2_CRYPTO_IV_FIXED_SIZE);
134
135         /*
136          * Strictly speaking, padding is irrelevant with a counter mode
137          * encryption.
138          *
139          * However, setting padding to 0, even if using a counter mode such
140          * as GCM, will cause an error in _finish if the pt/ct size is not
141          * a multiple of the cipher block size.
142          */
143         EVP_CIPHER_CTX_set_padding(&ioq->ctx, 0);
144
145         return 0;
146
147 fail:
148         if (DebugOpt)
149                 fprintf(stderr, "Error during _gcm_init\n");
150         return -1;
151 }
152
153 static
154 int
155 _gcm_iv_increment(char *iv)
156 {
157         /*
158          * Deterministic construction according to NIST SP 800-38D, with
159          * 64 bit invocation field as integer counter.
160          *
161          * In other words, our 96 bit IV consists of a 32 bit fixed field
162          * unique to the session and a 64 bit integer counter.
163          */
164
165         uint64_t *c = (uint64_t *)(&iv[HAMMER2_CRYPTO_IV_FIXED_SIZE]);
166
167         /* Increment invocation field integer counter */
168         /*
169          * XXX: this should ideally be an atomic update, but we don't have
170          * an atomic_fetchadd_64 for i386 yet
171          */
172         *c = (*c)+1;
173
174         /*
175          * Detect wrap-around, which means it is time to renegotiate
176          * the session to get a new key and/or fixed field.
177          */
178         return (c == 0) ? -1 : 0;
179 }
180
181 static
182 int
183 hammer2_crypto_encrypt_chunk(hammer2_ioq_t *ioq, char *ct, char *pt,
184                              int in_size, int *out_size)
185 {
186         int ok;
187 #ifdef CRYPTO_DEBUG
188         int i;
189 #endif
190         int u_len, f_len;
191
192         *out_size = 0;
193
194         /* Re-initialize with new IV (but without redoing the key schedule) */
195         ok = EVP_EncryptInit_ex(&ioq->ctx, NULL, NULL, NULL, ioq->iv);
196         if (!ok)
197                 goto fail;
198
199         ok = EVP_EncryptUpdate(&ioq->ctx, ct, &u_len, pt, in_size);
200         if (!ok)
201                 goto fail;
202
203         ok = EVP_EncryptFinal(&ioq->ctx, ct + u_len, &f_len);
204         if (!ok)
205                 goto fail;
206
207         /* Retrieve auth tag */
208         ok = EVP_CIPHER_CTX_ctrl(&ioq->ctx, EVP_CTRL_GCM_GET_TAG,
209                                  HAMMER2_CRYPTO_TAG_SIZE,
210                                  ct + u_len + f_len);
211         if (!ok)
212                 goto fail;
213
214 #ifdef CRYPTO_DEBUG
215         printf("enc_chunk iv: ");
216         for (i = 0; i < HAMMER2_CRYPTO_IV_SIZE; i++)
217                 printf("%02x", (unsigned char)ioq->iv[i]);
218         printf("\n");
219
220         printf("enc_chunk pt: ");
221         for (i = 0; i < in_size; i++)
222                 printf("%02x", (unsigned char)pt[i]);
223         printf("\n");
224
225         printf("enc_chunk ct: ");
226         for (i = 0; i < in_size; i++)
227                 printf("%02x", (unsigned char)ct[i]);
228         printf("\n");
229
230         printf("enc_chunk tag: ");
231         for (i = 0; i < HAMMER2_CRYPTO_TAG_SIZE; i++)
232                 printf("%02x", (unsigned char)ct[i + u_len + f_len]);
233         printf("\n");
234 #endif
235
236         _gcm_iv_increment(ioq->iv);
237
238         *out_size = u_len + f_len + HAMMER2_CRYPTO_TAG_SIZE;
239
240         return 0;
241
242 fail:
243         if (DebugOpt)
244                 fprintf(stderr, "error during encrypt_chunk\n");
245         return -1;
246 }
247
248 static
249 int
250 hammer2_crypto_decrypt_chunk(hammer2_ioq_t *ioq, char *ct, char *pt,
251                              int out_size, int *consume_size)
252 {
253         int ok;
254 #ifdef CRYPTO_DEBUG
255         int i;
256 #endif
257         int u_len, f_len;
258
259         *consume_size = 0;
260
261         /* Re-initialize with new IV (but without redoing the key schedule) */
262         ok = EVP_DecryptInit_ex(&ioq->ctx, NULL, NULL, NULL, ioq->iv);
263         if (!ok)
264                 goto fail;
265
266 #ifdef CRYPTO_DEBUG
267         printf("dec_chunk iv: ");
268         for (i = 0; i < HAMMER2_CRYPTO_IV_SIZE; i++)
269                 printf("%02x", (unsigned char)ioq->iv[i]);
270         printf("\n");
271
272         printf("dec_chunk ct: ");
273         for (i = 0; i < out_size; i++)
274                 printf("%02x", (unsigned char)ct[i]);
275         printf("\n");
276
277         printf("dec_chunk tag: ");
278         for (i = 0; i < HAMMER2_CRYPTO_TAG_SIZE; i++)
279                 printf("%02x", (unsigned char)ct[out_size + i]);
280         printf("\n");
281 #endif
282
283         ok = EVP_CIPHER_CTX_ctrl(&ioq->ctx, EVP_CTRL_GCM_SET_TAG,
284                                  HAMMER2_CRYPTO_TAG_SIZE,
285                                  ct + out_size);
286         if (!ok)
287                 goto fail;
288
289         ok = EVP_DecryptUpdate(&ioq->ctx, pt, &u_len, ct, out_size);
290         if (!ok)
291                 goto fail;
292
293         ok = EVP_DecryptFinal(&ioq->ctx, pt + u_len, &f_len);
294         if (!ok)
295                 goto fail;
296
297         _gcm_iv_increment(ioq->iv);
298
299         *consume_size = u_len + f_len + HAMMER2_CRYPTO_TAG_SIZE;
300
301 #ifdef CRYPTO_DEBUG
302         printf("dec_chunk pt: ");
303         for (i = 0; i < out_size; i++)
304                 printf("%02x", (unsigned char)pt[i]);
305         printf("\n");
306 #endif
307
308         return 0;
309
310 fail:
311         if (DebugOpt)
312                 fprintf(stderr, "error during decrypt_chunk (likely authentication error)\n");
313         return -1;
314 }
315
316 /*
317  * Synchronously negotiate crypto for a new session.  This must occur
318  * within 10 seconds or the connection is error'd out.
319  *
320  * We work off the IP address and/or reverse DNS.  The IP address is
321  * checked first, followed by the IP address at various levels of granularity,
322  * followed by the full domain name and domain names at various levels of
323  * granularity.
324  *
325  *      /etc/hammer2/remote/<name>.pub  - Contains a public key
326  *      /etc/hammer2/remote/<name>.none - Indicates no encryption (empty file)
327  *                                        (e.g. localhost.none).
328  *
329  * We first attempt to locate a public key file based on the peer address or
330  * peer FQDN.
331  *
332  *      <name>.none     - No further negotiation is needed.  We simply return.
333  *                        All communication proceeds without encryption.
334  *                        No public key handshake occurs in this situation.
335  *                        (both ends must match).
336  *
337  *      <name>.pub      - We have located the public key for the peer.  Both
338  *                        sides transmit a block encrypted with their private
339  *                        keys and the peer's public key.
340  *
341  *                        Both sides receive a block and decrypt it.
342  *
343  *                        Both sides formulate a reply using the decrypted
344  *                        block and transmit it.
345  *
346  *                        communication proceeds with the negotiated session
347  *                        key (typically AES-256-CBC).
348  *
349  * If we fail to locate the appropriate file and no floating.db exists the
350  * connection is terminated without further action.
351  *
352  * If floating.db exists the connection proceeds with a floating negotiation.
353  */
354 typedef union {
355         struct sockaddr sa;
356         struct sockaddr_in sa_in;
357         struct sockaddr_in6 sa_in6;
358 } sockaddr_any_t;
359
360 void
361 hammer2_crypto_negotiate(hammer2_iocom_t *iocom)
362 {
363         sockaddr_any_t sa;
364         socklen_t salen = sizeof(sa);
365         char peername[128];
366         char realname[128];
367         hammer2_handshake_t handtx;
368         hammer2_handshake_t handrx;
369         char buf1[sizeof(handtx)];
370         char buf2[sizeof(handtx)];
371         char *ptr;
372         char *path;
373         struct stat st;
374         FILE *fp;
375         RSA *keys[3] = { NULL, NULL, NULL };
376         size_t i;
377         size_t blksize;
378         size_t blkmask;
379         ssize_t n;
380         int fd;
381         int error;
382
383         /*
384          * Get the peer IP address for the connection as a string.
385          */
386         if (getpeername(iocom->sock_fd, &sa.sa, &salen) < 0) {
387                 iocom->ioq_rx.error = HAMMER2_IOQ_ERROR_NOPEER;
388                 iocom->flags |= HAMMER2_IOCOMF_EOF;
389                 if (DebugOpt)
390                         fprintf(stderr, "accept: getpeername() failed\n");
391                 goto done;
392         }
393         if (getnameinfo(&sa.sa, salen, peername, sizeof(peername),
394                         NULL, 0, NI_NUMERICHOST) < 0) {
395                 iocom->ioq_rx.error = HAMMER2_IOQ_ERROR_NOPEER;
396                 iocom->flags |= HAMMER2_IOCOMF_EOF;
397                 if (DebugOpt)
398                         fprintf(stderr, "accept: cannot decode sockaddr\n");
399                 goto done;
400         }
401         if (DebugOpt) {
402                 if (realhostname_sa(realname, sizeof(realname),
403                                     &sa.sa, salen) == HOSTNAME_FOUND) {
404                         fprintf(stderr, "accept from %s (%s)\n",
405                                 peername, realname);
406                 } else {
407                         fprintf(stderr, "accept from %s\n", peername);
408                 }
409         }
410
411         /*
412          * Find the remote host's public key
413          *
414          * If the link is not to be encrypted (<ip>.none located) we shortcut
415          * the handshake entirely.  No buffers are exchanged.
416          */
417         asprintf(&path, "%s/%s.pub", HAMMER2_PATH_REMOTE, peername);
418         if ((fp = fopen(path, "r")) == NULL) {
419                 free(path);
420                 asprintf(&path, "%s/%s.none",
421                          HAMMER2_PATH_REMOTE, peername);
422                 if (stat(path, &st) < 0) {
423                         iocom->ioq_rx.error = HAMMER2_IOQ_ERROR_NORKEY;
424                         iocom->flags |= HAMMER2_IOCOMF_EOF;
425                         if (DebugOpt)
426                                 fprintf(stderr, "auth failure: unknown host\n");
427                         goto done;
428                 }
429                 if (DebugOpt)
430                         fprintf(stderr, "auth succeeded, unencrypted link\n");
431                 goto done;
432         }
433         if (fp) {
434                 keys[0] = PEM_read_RSA_PUBKEY(fp, NULL, NULL, NULL);
435                 fclose(fp);
436                 if (keys[0] == NULL) {
437                         iocom->ioq_rx.error = HAMMER2_IOQ_ERROR_KEYFMT;
438                         iocom->flags |= HAMMER2_IOCOMF_EOF;
439                         if (DebugOpt)
440                                 fprintf(stderr,
441                                         "auth failure: bad key format\n");
442                         goto done;
443                 }
444         }
445
446         /*
447          * Get our public and private keys
448          */
449         free(path);
450         asprintf(&path, HAMMER2_DEFAULT_DIR "/rsa.pub");
451         if ((fp = fopen(path, "r")) == NULL) {
452                 iocom->ioq_rx.error = HAMMER2_IOQ_ERROR_NOLKEY;
453                 iocom->flags |= HAMMER2_IOCOMF_EOF;
454                 goto done;
455         }
456         keys[1] = PEM_read_RSA_PUBKEY(fp, NULL, NULL, NULL);
457         fclose(fp);
458         if (keys[1] == NULL) {
459                 iocom->ioq_rx.error = HAMMER2_IOQ_ERROR_KEYFMT;
460                 iocom->flags |= HAMMER2_IOCOMF_EOF;
461                 if (DebugOpt)
462                         fprintf(stderr, "auth failure: bad host key format\n");
463                 goto done;
464         }
465
466         free(path);
467         asprintf(&path, HAMMER2_DEFAULT_DIR "/rsa.prv");
468         if ((fp = fopen(path, "r")) == NULL) {
469                 iocom->ioq_rx.error = HAMMER2_IOQ_ERROR_NOLKEY;
470                 iocom->flags |= HAMMER2_IOCOMF_EOF;
471                 if (DebugOpt)
472                         fprintf(stderr, "auth failure: bad host key format\n");
473                 goto done;
474         }
475         keys[2] = PEM_read_RSAPrivateKey(fp, NULL, NULL, NULL);
476         fclose(fp);
477         if (keys[2] == NULL) {
478                 iocom->ioq_rx.error = HAMMER2_IOQ_ERROR_KEYFMT;
479                 iocom->flags |= HAMMER2_IOCOMF_EOF;
480                 if (DebugOpt)
481                         fprintf(stderr, "auth failure: bad host key format\n");
482                 goto done;
483         }
484         free(path);
485         path = NULL;
486
487         /*
488          * public key encrypt/decrypt block size.
489          */
490         if (keys[0]) {
491                 blksize = (size_t)RSA_size(keys[0]);
492                 if (blksize != (size_t)RSA_size(keys[1]) ||
493                     blksize != (size_t)RSA_size(keys[2]) ||
494                     sizeof(handtx) % blksize != 0) {
495                         iocom->ioq_rx.error = HAMMER2_IOQ_ERROR_KEYFMT;
496                         iocom->flags |= HAMMER2_IOCOMF_EOF;
497                         if (DebugOpt)
498                                 fprintf(stderr, "auth failure: "
499                                                 "key size mismatch\n");
500                         goto done;
501                 }
502         } else {
503                 blksize = sizeof(handtx);
504         }
505         blkmask = blksize - 1;
506
507         bzero(&handrx, sizeof(handrx));
508         bzero(&handtx, sizeof(handtx));
509
510         /*
511          * Fill all unused fields (particular all junk fields) with random
512          * data, and also set the session key.
513          */
514         fd = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
515         if (fd < 0 ||
516             fstat(fd, &st) < 0 ||       /* something wrong */
517             S_ISREG(st.st_mode) ||      /* supposed to be a RNG dev! */
518             read(fd, &handtx, sizeof(handtx)) != sizeof(handtx)) {
519 urandfail:
520                 if (fd >= 0)
521                         close(fd);
522                 iocom->ioq_rx.error = HAMMER2_IOQ_ERROR_BADURANDOM;
523                 iocom->flags |= HAMMER2_IOCOMF_EOF;
524                 if (DebugOpt)
525                         fprintf(stderr, "auth failure: bad rng\n");
526                 goto done;
527         }
528         if (bcmp(&handrx, &handtx, sizeof(handtx)) == 0)
529                 goto urandfail;                 /* read all zeros */
530         close(fd);
531         /* ERR_load_crypto_strings(); openssl debugging */
532
533         /*
534          * Handshake with the remote.
535          *
536          *      Encrypt with my private and remote's public
537          *      Decrypt with my private and remote's public
538          *
539          * When encrypting we have to make sure our buffer fits within the
540          * modulus, which typically requires bit 7 o the first byte to be
541          * zero.  To be safe make sure that bit 7 and bit 6 is zero.
542          */
543         snprintf(handtx.quickmsg, sizeof(handtx.quickmsg), "Testing 1 2 3");
544         handtx.magic = HAMMER2_MSGHDR_MAGIC;
545         handtx.version = 1;
546         handtx.flags = 0;
547         assert(sizeof(handtx.verf) * 4 == sizeof(handtx.sess));
548         bzero(handtx.verf, sizeof(handtx.verf));
549
550         handtx.pad1[0] &= 0x3f; /* message must fit within modulus */
551         handtx.pad2[0] &= 0x3f; /* message must fit within modulus */
552
553         for (i = 0; i < sizeof(handtx.sess); ++i)
554                 handtx.verf[i / 4] ^= handtx.sess[i];
555
556         /*
557          * Write handshake buffer to remote
558          */
559         for (i = 0; i < sizeof(handtx); i += blksize) {
560                 ptr = (char *)&handtx + i;
561                 if (keys[0]) {
562                         /*
563                          * Since we are double-encrypting we have to make
564                          * sure that the result of the first stage does
565                          * not blow out the modulus for the second stage.
566                          *
567                          * The pointer is pointing to the pad*[] area so
568                          * we can mess with that until the first stage
569                          * is legal.
570                          */
571                         do {
572                                 ++*(int *)(ptr + 4);
573                                 if (RSA_private_encrypt(blksize, ptr, buf1,
574                                             keys[2], RSA_NO_PADDING) < 0) {
575                                         iocom->ioq_rx.error =
576                                                 HAMMER2_IOQ_ERROR_KEYXCHGFAIL;
577                                 }
578                         } while (buf1[0] & 0xC0);
579
580                         if (RSA_public_encrypt(blksize, buf1, buf2,
581                                             keys[0], RSA_NO_PADDING) < 0) {
582                                 iocom->ioq_rx.error =
583                                         HAMMER2_IOQ_ERROR_KEYXCHGFAIL;
584                         }
585                 }
586                 if (write(iocom->sock_fd, buf2, blksize) != (ssize_t)blksize) {
587                         fprintf(stderr, "WRITE ERROR\n");
588                 }
589         }
590         if (iocom->ioq_rx.error) {
591                 iocom->flags |= HAMMER2_IOCOMF_EOF;
592                 if (DebugOpt)
593                         fprintf(stderr, "auth failure: key exchange failure "
594                                         "during encryption\n");
595                 goto done;
596         }
597
598         /*
599          * Read handshake buffer from remote
600          */
601         i = 0;
602         while (i < sizeof(handrx)) {
603                 ptr = (char *)&handrx + i;
604                 n = read(iocom->sock_fd, ptr, blksize - (i & blkmask));
605                 if (n <= 0)
606                         break;
607                 ptr -= (i & blkmask);
608                 i += n;
609                 if (keys[0] && (i & blkmask) == 0) {
610                         if (RSA_private_decrypt(blksize, ptr, buf1,
611                                            keys[2], RSA_NO_PADDING) < 0)
612                                 iocom->ioq_rx.error =
613                                                 HAMMER2_IOQ_ERROR_KEYXCHGFAIL;
614                         if (RSA_public_decrypt(blksize, buf1, ptr,
615                                            keys[0], RSA_NO_PADDING) < 0)
616                                 iocom->ioq_rx.error =
617                                                 HAMMER2_IOQ_ERROR_KEYXCHGFAIL;
618                 }
619         }
620         if (iocom->ioq_rx.error) {
621                 iocom->flags |= HAMMER2_IOCOMF_EOF;
622                 if (DebugOpt)
623                         fprintf(stderr, "auth failure: key exchange failure "
624                                         "during decryption\n");
625                 goto done;
626         }
627
628         /*
629          * Validate the received data.  Try to make this a constant-time
630          * algorithm.
631          */
632         if (i != sizeof(handrx)) {
633 keyxchgfail:
634                 iocom->ioq_rx.error = HAMMER2_IOQ_ERROR_KEYXCHGFAIL;
635                 iocom->flags |= HAMMER2_IOCOMF_EOF;
636                 if (DebugOpt)
637                         fprintf(stderr, "auth failure: key exchange failure\n");
638                 goto done;
639         }
640
641         if (handrx.magic == HAMMER2_MSGHDR_MAGIC_REV) {
642                 handrx.version = bswap16(handrx.version);
643                 handrx.flags = bswap32(handrx.flags);
644         }
645         for (i = 0; i < sizeof(handrx.sess); ++i)
646                 handrx.verf[i / 4] ^= handrx.sess[i];
647         n = 0;
648         for (i = 0; i < sizeof(handrx.verf); ++i)
649                 n += handrx.verf[i];
650         if (handrx.version != 1)
651                 ++n;
652         if (n != 0)
653                 goto keyxchgfail;
654
655         assert(HAMMER2_AES_KEY_SIZE * 2 == sizeof(handrx.sess));
656         /*
657          * Use separate session keys and session fixed IVs for receive and
658          * transmit.
659          */
660         error = _gcm_init(&iocom->ioq_rx, handrx.sess, HAMMER2_AES_KEY_SIZE,
661             handrx.sess + HAMMER2_AES_KEY_SIZE,
662             sizeof(handrx.sess) - HAMMER2_AES_KEY_SIZE,
663             0 /* decryption */);
664         if (error)
665                 goto keyxchgfail;
666
667         error = _gcm_init(&iocom->ioq_tx, handtx.sess, HAMMER2_AES_KEY_SIZE,
668             handtx.sess + HAMMER2_AES_KEY_SIZE,
669             sizeof(handtx.sess) - HAMMER2_AES_KEY_SIZE,
670             1 /* encryption */);
671         if (error)
672                 goto keyxchgfail;
673
674         iocom->flags |= HAMMER2_IOCOMF_CRYPTED;
675
676         if (DebugOpt)
677                 fprintf(stderr, "auth success: %s\n", handrx.quickmsg);
678 done:
679         if (path)
680                 free(path);
681         if (keys[0])
682                 RSA_free(keys[0]);
683         if (keys[1])
684                 RSA_free(keys[1]);
685         if (keys[1])
686                 RSA_free(keys[2]);
687 }
688
689 /*
690  * Decrypt pending data in the ioq's fifo.  The data is decrypted in-place.
691  */
692 void
693 hammer2_crypto_decrypt(hammer2_iocom_t *iocom __unused, hammer2_ioq_t *ioq)
694 {
695         int p_len;
696         int used;
697         int error;
698         char buf[512];
699
700         /*
701          * fifo_beg to fifo_cdx is data already decrypted.
702          * fifo_cdn to fifo_end is data not yet decrypted.
703          */
704         p_len = ioq->fifo_end - ioq->fifo_cdn; /* data not yet decrypted */
705
706         if (p_len == 0)
707                 return;
708
709         while (p_len >= HAMMER2_CRYPTO_TAG_SIZE + HAMMER2_CRYPTO_CHUNK_SIZE) {
710                 bcopy(ioq->buf + ioq->fifo_cdn, buf,
711                       HAMMER2_CRYPTO_TAG_SIZE + HAMMER2_CRYPTO_CHUNK_SIZE);
712                 error = hammer2_crypto_decrypt_chunk(ioq, buf,
713                                                      ioq->buf + ioq->fifo_cdx,
714                                                      HAMMER2_CRYPTO_CHUNK_SIZE,
715                                                      &used);
716 #ifdef CRYPTO_DEBUG
717                 printf("dec: p_len: %d, used: %d, fifo_cdn: %ju, fifo_cdx: %ju\n",
718                        p_len, used, ioq->fifo_cdn, ioq->fifo_cdx);
719 #endif
720                 p_len -= used;
721                 ioq->fifo_cdn += used;
722                 ioq->fifo_cdx += HAMMER2_CRYPTO_CHUNK_SIZE;
723 #ifdef CRYPTO_DEBUG
724                 printf("dec: p_len: %d, used: %d, fifo_cdn: %ju, fifo_cdx: %ju\n",
725                        p_len, used, ioq->fifo_cdn, ioq->fifo_cdx);
726 #endif
727         }
728 }
729
730 /*
731  * *nactp is set to the number of ORIGINAL bytes consumed by the encrypter.
732  * The FIFO may contain more data.
733  */
734 int
735 hammer2_crypto_encrypt(hammer2_iocom_t *iocom __unused, hammer2_ioq_t *ioq,
736                        struct iovec *iov, int n, size_t *nactp)
737 {
738         int p_len, used, ct_used;
739         int i;
740         int error;
741         size_t nmax;
742
743         nmax = sizeof(ioq->buf) - ioq->fifo_end;        /* max new bytes */
744
745         *nactp = 0;
746         for (i = 0; i < n && nmax; ++i) {
747                 used = 0;
748                 p_len = iov[i].iov_len;
749                 assert((p_len & HAMMER2_AES_KEY_MASK) == 0);
750
751                 while (p_len >= HAMMER2_CRYPTO_CHUNK_SIZE &&
752                     nmax >= HAMMER2_CRYPTO_CHUNK_SIZE + HAMMER2_CRYPTO_TAG_SIZE) {
753                         error = hammer2_crypto_encrypt_chunk(ioq,
754                             ioq->buf + ioq->fifo_cdx,
755                             (char *)iov[i].iov_base + used,
756                             HAMMER2_CRYPTO_CHUNK_SIZE, &ct_used);
757 #ifdef CRYPTO_DEBUG
758                         printf("nactp: %ju, p_len: %d, ct_used: %d, used: %d, nmax: %ju\n",
759                                *nactp, p_len, ct_used, used, nmax);
760 #endif
761
762                         *nactp += (size_t)HAMMER2_CRYPTO_CHUNK_SIZE;    /* plaintext count */
763                         used += HAMMER2_CRYPTO_CHUNK_SIZE;
764                         p_len -= HAMMER2_CRYPTO_CHUNK_SIZE;
765
766                         ioq->fifo_cdx += (size_t)ct_used;       /* crypted count */
767                         ioq->fifo_cdn += (size_t)ct_used;       /* crypted count */
768                         ioq->fifo_end += (size_t)ct_used;
769                         nmax -= (size_t)ct_used;
770 #ifdef CRYPTO_DEBUG
771                         printf("nactp: %ju, p_len: %d, ct_used: %d, used: %d, nmax: %ju\n",
772                                *nactp, p_len, ct_used, used, nmax);
773 #endif
774                 }
775         }
776         iov[0].iov_base = ioq->buf + ioq->fifo_beg;
777         iov[0].iov_len = ioq->fifo_cdx - ioq->fifo_beg;
778
779         return (1);
780 }