lib/libdmsg/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 "dmsg_local.h"
  38
  39 /*
  40  * Setup crypto for pthreads
  41  */
  42 static pthread_mutex_t *crypto_locks;
  43 int crypto_count;
  44
  45 static int dmsg_crypto_gcm_init(dmsg_ioq_t *, char *, int, char *, int, int);
  46 static int dmsg_crypto_gcm_encrypt_chunk(dmsg_ioq_t *, char *, char *, int, int *);
  47 static int dmsg_crypto_gcm_decrypt_chunk(dmsg_ioq_t *, char *, char *, int, int *);
  48
  49 /*
  50  * NOTE: the order of this table needs to match the DMSG_CRYPTO_ALGO_*_IDX
  51  *       defines in network.h.
  52  */
  53 static struct crypto_algo crypto_algos[] = {
  54         {
  55                 .name      = "aes-256-gcm",
  56                 .keylen    = DMSG_CRYPTO_GCM_KEY_SIZE,
  57                 .taglen    = DMSG_CRYPTO_GCM_TAG_SIZE,
  58                 .init      = dmsg_crypto_gcm_init,
  59                 .enc_chunk = dmsg_crypto_gcm_encrypt_chunk,
  60                 .dec_chunk = dmsg_crypto_gcm_decrypt_chunk
  61         },
  62         { NULL, 0, 0, NULL, NULL, NULL }
  63 };
  64
  65 static
  66 unsigned long
  67 dmsg_crypto_id_callback(void)
  68 {
  69         return ((unsigned long)(uintptr_t)pthread_self());
  70 }
  71
  72 static
  73 void
  74 dmsg_crypto_locking_callback(int mode, int type,
  75                                 const char *file __unused, int line __unused)
  76 {
  77         assert(type >= 0 && type < crypto_count);
  78         if (mode & CRYPTO_LOCK) {
  79                 pthread_mutex_lock(&crypto_locks[type]);
  80         } else {
  81                 pthread_mutex_unlock(&crypto_locks[type]);
  82         }
  83 }
  84
  85 void
  86 dmsg_crypto_setup(void)
  87 {
  88         crypto_count = CRYPTO_num_locks();
  89         crypto_locks = calloc(crypto_count, sizeof(crypto_locks[0]));
  90         CRYPTO_set_id_callback(dmsg_crypto_id_callback);
  91         CRYPTO_set_locking_callback(dmsg_crypto_locking_callback);
  92 }
  93
  94 static
  95 int
  96 dmsg_crypto_gcm_init(dmsg_ioq_t *ioq, char *key, int klen,
  97                         char *iv_fixed, int ivlen, int enc)
  98 {
  99         int i, ok;
 100
 101         if (klen < DMSG_CRYPTO_GCM_KEY_SIZE ||
 102             ivlen < DMSG_CRYPTO_GCM_IV_FIXED_SIZE) {
 103                 dm_printf(1, "%s\n", "Not enough key or iv material");
 104                 return -1;
 105         }
 106
 107         dm_printf(6, "%s key: ", enc ? "Encryption" : "Decryption");
 108         for (i = 0; i < DMSG_CRYPTO_GCM_KEY_SIZE; ++i)
 109                 dmx_printf(6, "%02x", (unsigned char)key[i]);
 110         dmx_printf(6, "%s\n", "");
 111
 112         dm_printf(6, "%s iv:  ", enc ? "Encryption" : "Decryption");
 113         for (i = 0; i < DMSG_CRYPTO_GCM_IV_FIXED_SIZE; ++i)
 114                 dmx_printf(6, "%02x", (unsigned char)iv_fixed[i]);
 115         dmx_printf(6, "%s\n", " (fixed part only)");
 116
 117         EVP_CIPHER_CTX_init(&ioq->ctx);
 118
 119         if (enc)
 120                 ok = EVP_EncryptInit_ex(&ioq->ctx, EVP_aes_256_gcm(), NULL,
 121                                         key, NULL);
 122         else
 123                 ok = EVP_DecryptInit_ex(&ioq->ctx, EVP_aes_256_gcm(), NULL,
 124                                         key, NULL);
 125         if (!ok)
 126                 goto fail;
 127
 128         /*
 129          * According to the original Galois/Counter Mode of Operation (GCM)
 130          * proposal, only IVs that are exactly 96 bits get used without any
 131          * further processing. Other IV sizes cause the GHASH() operation
 132          * to be applied to the IV, which is more costly.
 133          *
 134          * The NIST SP 800-38D also recommends using a 96 bit IV for the same
 135          * reasons. We actually follow the deterministic construction
 136          * recommended in NIST SP 800-38D with a 64 bit invocation field as an
 137          * integer counter and a random, session-specific fixed field.
 138          *
 139          * This means that we can essentially use the same session key and
 140          * IV fixed field for up to 2^64 invocations of the authenticated
 141          * encryption or decryption.
 142          *
 143          * With a chunk size of 64 bytes, this adds up to 1 zettabyte of
 144          * traffic.
 145          */
 146         ok = EVP_CIPHER_CTX_ctrl(&ioq->ctx, EVP_CTRL_GCM_SET_IVLEN,
 147                                  DMSG_CRYPTO_GCM_IV_SIZE, NULL);
 148         if (!ok)
 149                 goto fail;
 150
 151         memset(ioq->iv, 0, DMSG_CRYPTO_GCM_IV_SIZE);
 152         memcpy(ioq->iv, iv_fixed, DMSG_CRYPTO_GCM_IV_FIXED_SIZE);
 153
 154         /*
 155          * Strictly speaking, padding is irrelevant with a counter mode
 156          * encryption.
 157          *
 158          * However, setting padding to 0, even if using a counter mode such
 159          * as GCM, will cause an error in _finish if the pt/ct size is not
 160          * a multiple of the cipher block size.
 161          */
 162         EVP_CIPHER_CTX_set_padding(&ioq->ctx, 0);
 163
 164         return 0;
 165
 166 fail:
 167         dm_printf(1, "%s\n", "Error during _gcm_init");
 168         return -1;
 169 }
 170
 171 static
 172 int
 173 _gcm_iv_increment(char *iv)
 174 {
 175         /*
 176          * Deterministic construction according to NIST SP 800-38D, with
 177          * 64 bit invocation field as integer counter.
 178          *
 179          * In other words, our 96 bit IV consists of a 32 bit fixed field
 180          * unique to the session and a 64 bit integer counter.
 181          */
 182
 183         uint64_t *c = (uint64_t *)(&iv[DMSG_CRYPTO_GCM_IV_FIXED_SIZE]);
 184
 185         /* Increment invocation field integer counter */
 186         *c = htobe64(be64toh(*c)+1);
 187
 188         /*
 189          * Detect wrap-around, which means it is time to renegotiate
 190          * the session to get a new key and/or fixed field.
 191          */
 192         return (*c == 0) ? 0 : 1;
 193 }
 194
 195 static
 196 int
 197 dmsg_crypto_gcm_encrypt_chunk(dmsg_ioq_t *ioq, char *ct, char *pt,
 198                                  int in_size, int *out_size)
 199 {
 200         int ok;
 201         int u_len, f_len;
 202
 203         *out_size = 0;
 204
 205         /* Re-initialize with new IV (but without redoing the key schedule) */
 206         ok = EVP_EncryptInit_ex(&ioq->ctx, NULL, NULL, NULL, ioq->iv);
 207         if (!ok)
 208                 goto fail;
 209
 210         u_len = 0;      /* safety */
 211         ok = EVP_EncryptUpdate(&ioq->ctx, ct, &u_len, pt, in_size);
 212         if (!ok)
 213                 goto fail;
 214
 215         f_len = 0;      /* safety */
 216         ok = EVP_EncryptFinal(&ioq->ctx, ct + u_len, &f_len);
 217         if (!ok)
 218                 goto fail;
 219
 220         /* Retrieve auth tag */
 221         ok = EVP_CIPHER_CTX_ctrl(&ioq->ctx, EVP_CTRL_GCM_GET_TAG,
 222                                  DMSG_CRYPTO_GCM_TAG_SIZE,
 223                                  ct + u_len + f_len);
 224         if (!ok)
 225                 goto fail;
 226
 227         ok = _gcm_iv_increment(ioq->iv);
 228         if (!ok) {
 229                 ioq->error = DMSG_IOQ_ERROR_IVWRAP;
 230                 goto fail_out;
 231         }
 232
 233         *out_size = u_len + f_len + DMSG_CRYPTO_GCM_TAG_SIZE;
 234
 235         return 0;
 236
 237 fail:
 238         ioq->error = DMSG_IOQ_ERROR_ALGO;
 239 fail_out:
 240         dm_printf(1, "%s\n", "error during encrypt_chunk");
 241         return -1;
 242 }
 243
 244 static
 245 int
 246 dmsg_crypto_gcm_decrypt_chunk(dmsg_ioq_t *ioq, char *ct, char *pt,
 247                                  int out_size, int *consume_size)
 248 {
 249         int ok;
 250         int u_len, f_len;
 251
 252         *consume_size = 0;
 253
 254         /* Re-initialize with new IV (but without redoing the key schedule) */
 255         ok = EVP_DecryptInit_ex(&ioq->ctx, NULL, NULL, NULL, ioq->iv);
 256         if (!ok) {
 257                 ioq->error = DMSG_IOQ_ERROR_ALGO;
 258                 goto fail_out;
 259         }
 260
 261         ok = EVP_CIPHER_CTX_ctrl(&ioq->ctx, EVP_CTRL_GCM_SET_TAG,
 262                                  DMSG_CRYPTO_GCM_TAG_SIZE,
 263                                  ct + out_size);
 264         if (!ok) {
 265                 ioq->error = DMSG_IOQ_ERROR_ALGO;
 266                 goto fail_out;
 267         }
 268
 269         ok = EVP_DecryptUpdate(&ioq->ctx, pt, &u_len, ct, out_size);
 270         if (!ok)
 271                 goto fail;
 272
 273         ok = EVP_DecryptFinal(&ioq->ctx, pt + u_len, &f_len);
 274         if (!ok)
 275                 goto fail;
 276
 277         ok = _gcm_iv_increment(ioq->iv);
 278         if (!ok) {
 279                 ioq->error = DMSG_IOQ_ERROR_IVWRAP;
 280                 goto fail_out;
 281         }
 282
 283         *consume_size = u_len + f_len + DMSG_CRYPTO_GCM_TAG_SIZE;
 284
 285         return 0;
 286
 287 fail:
 288         ioq->error = DMSG_IOQ_ERROR_MACFAIL;
 289 fail_out:
 290         dm_printf(1, "%s\n",
 291                   "error during decrypt_chunk "
 292                   "(likely authentication error)");
 293         return -1;
 294 }
 295
 296 /*
 297  * Synchronously negotiate crypto for a new session.  This must occur
 298  * within 10 seconds or the connection is error'd out.
 299  *
 300  * We work off the IP address and/or reverse DNS.  The IP address is
 301  * checked first, followed by the IP address at various levels of granularity,
 302  * followed by the full domain name and domain names at various levels of
 303  * granularity.
 304  *
 305  *      /etc/hammer2/remote/<name>.pub  - Contains a public key
 306  *      /etc/hammer2/remote/<name>.none - Indicates no encryption (empty file)
 307  *                                        (e.g. localhost.none).
 308  *
 309  * We first attempt to locate a public key file based on the peer address or
 310  * peer FQDN.
 311  *
 312  *      <name>.none     - No further negotiation is needed.  We simply return.
 313  *                        All communication proceeds without encryption.
 314  *                        No public key handshake occurs in this situation.
 315  *                        (both ends must match).
 316  *
 317  *      <name>.pub      - We have located the public key for the peer.  Both
 318  *                        sides transmit a block encrypted with their private
 319  *                        keys and the peer's public key.
 320  *
 321  *                        Both sides receive a block and decrypt it.
 322  *
 323  *                        Both sides formulate a reply using the decrypted
 324  *                        block and transmit it.
 325  *
 326  *                        communication proceeds with the negotiated session
 327  *                        key (typically AES-256-CBC).
 328  *
 329  * If we fail to locate the appropriate file and no floating.db exists the
 330  * connection is terminated without further action.
 331  *
 332  * If floating.db exists the connection proceeds with a floating negotiation.
 333  */
 334 typedef union {
 335         struct sockaddr sa;
 336         struct sockaddr_in sa_in;
 337         struct sockaddr_in6 sa_in6;
 338 } sockaddr_any_t;
 339
 340 void
 341 dmsg_crypto_negotiate(dmsg_iocom_t *iocom)
 342 {
 343         sockaddr_any_t sa;
 344         socklen_t salen = sizeof(sa);
 345         char peername[128];
 346         char realname[128];
 347         dmsg_handshake_t handtx;
 348         dmsg_handshake_t handrx;
 349         char buf1[sizeof(handtx)];
 350         char buf2[sizeof(handtx)];
 351         char *ptr;
 352         char *path;
 353         struct stat st;
 354         FILE *fp;
 355         RSA *keys[3] = { NULL, NULL, NULL };
 356         size_t i;
 357         size_t blksize;
 358         size_t blkmask;
 359         ssize_t n;
 360         int fd;
 361         int error;
 362
 363         /*
 364          * Get the peer IP address for the connection as a string.
 365          */
 366         if (getpeername(iocom->sock_fd, &sa.sa, &salen) < 0) {
 367                 iocom->ioq_rx.error = DMSG_IOQ_ERROR_NOPEER;
 368                 atomic_set_int(&iocom->flags, DMSG_IOCOMF_EOF);
 369                 dm_printf(1, "%s\n", "accept: getpeername() failed");
 370                 goto done;
 371         }
 372         if (getnameinfo(&sa.sa, salen, peername, sizeof(peername),
 373                         NULL, 0, NI_NUMERICHOST) < 0) {
 374                 iocom->ioq_rx.error = DMSG_IOQ_ERROR_NOPEER;
 375                 atomic_set_int(&iocom->flags, DMSG_IOCOMF_EOF);
 376                 dm_printf(1, "%s\n", "accept: cannot decode sockaddr");
 377                 goto done;
 378         }
 379         if (DMsgDebugOpt) {
 380                 if (realhostname_sa(realname, sizeof(realname),
 381                                     &sa.sa, salen) == HOSTNAME_FOUND) {
 382                         dm_printf(1, "accept from %s (%s)\n",
 383                                   peername, realname);
 384                 } else {
 385                         dm_printf(1, "accept from %s\n", peername);
 386                 }
 387         }
 388
 389         /*
 390          * Find the remote host's public key
 391          *
 392          * If the link is not to be encrypted (<ip>.none located) we shortcut
 393          * the handshake entirely.  No buffers are exchanged.
 394          */
 395         asprintf(&path, "%s/%s.pub", DMSG_PATH_REMOTE, peername);
 396         if ((fp = fopen(path, "r")) == NULL) {
 397                 free(path);
 398                 asprintf(&path, "%s/%s.none",
 399                          DMSG_PATH_REMOTE, peername);
 400                 if (stat(path, &st) < 0) {
 401                         iocom->ioq_rx.error = DMSG_IOQ_ERROR_NORKEY;
 402                         atomic_set_int(&iocom->flags, DMSG_IOCOMF_EOF);
 403                         dm_printf(1, "%s\n", "auth failure: unknown host");
 404                         goto done;
 405                 }
 406                 dm_printf(1, "%s\n", "auth succeeded, unencrypted link");
 407                 goto done;
 408         }
 409         if (fp) {
 410                 keys[0] = PEM_read_RSA_PUBKEY(fp, NULL, NULL, NULL);
 411                 fclose(fp);
 412                 if (keys[0] == NULL) {
 413                         iocom->ioq_rx.error = DMSG_IOQ_ERROR_KEYFMT;
 414                         atomic_set_int(&iocom->flags, DMSG_IOCOMF_EOF);
 415                         dm_printf(1, "%s\n", "auth failure: bad key format");
 416                         goto done;
 417                 }
 418         }
 419
 420         /*
 421          * Get our public and private keys
 422          */
 423         free(path);
 424         asprintf(&path, DMSG_DEFAULT_DIR "/rsa.pub");
 425         if ((fp = fopen(path, "r")) == NULL) {
 426                 iocom->ioq_rx.error = DMSG_IOQ_ERROR_NOLKEY;
 427                 atomic_set_int(&iocom->flags, DMSG_IOCOMF_EOF);
 428                 goto done;
 429         }
 430         keys[1] = PEM_read_RSA_PUBKEY(fp, NULL, NULL, NULL);
 431         fclose(fp);
 432         if (keys[1] == NULL) {
 433                 iocom->ioq_rx.error = DMSG_IOQ_ERROR_KEYFMT;
 434                 atomic_set_int(&iocom->flags, DMSG_IOCOMF_EOF);
 435                 dm_printf(1, "%s\n", "auth failure: bad host key format");
 436                 goto done;
 437         }
 438
 439         free(path);
 440         asprintf(&path, DMSG_DEFAULT_DIR "/rsa.prv");
 441         if ((fp = fopen(path, "r")) == NULL) {
 442                 iocom->ioq_rx.error = DMSG_IOQ_ERROR_NOLKEY;
 443                 atomic_set_int(&iocom->flags, DMSG_IOCOMF_EOF);
 444                 dm_printf(1, "%s\n", "auth failure: bad host key format");
 445                 goto done;
 446         }
 447         keys[2] = PEM_read_RSAPrivateKey(fp, NULL, NULL, NULL);
 448         fclose(fp);
 449         if (keys[2] == NULL) {
 450                 iocom->ioq_rx.error = DMSG_IOQ_ERROR_KEYFMT;
 451                 atomic_set_int(&iocom->flags, DMSG_IOCOMF_EOF);
 452                 dm_printf(1, "%s\n", "auth failure: bad host key format");
 453                 goto done;
 454         }
 455         free(path);
 456         path = NULL;
 457
 458         /*
 459          * public key encrypt/decrypt block size.
 460          */
 461         if (keys[0]) {
 462                 blksize = (size_t)RSA_size(keys[0]);
 463                 if (blksize != (size_t)RSA_size(keys[1]) ||
 464                     blksize != (size_t)RSA_size(keys[2]) ||
 465                     sizeof(handtx) % blksize != 0) {
 466                         iocom->ioq_rx.error = DMSG_IOQ_ERROR_KEYFMT;
 467                         atomic_set_int(&iocom->flags, DMSG_IOCOMF_EOF);
 468                         dm_printf(1, "%s\n",
 469                                   "auth failure: key size mismatch");
 470                         goto done;
 471                 }
 472         } else {
 473                 blksize = sizeof(handtx);
 474         }
 475         blkmask = blksize - 1;
 476
 477         bzero(&handrx, sizeof(handrx));
 478         bzero(&handtx, sizeof(handtx));
 479
 480         /*
 481          * Fill all unused fields (particular all junk fields) with random
 482          * data, and also set the session key.
 483          */
 484         fd = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
 485         if (fd < 0 ||
 486             fstat(fd, &st) < 0 ||       /* something wrong */
 487             S_ISREG(st.st_mode) ||      /* supposed to be a RNG dev! */
 488             read(fd, &handtx, sizeof(handtx)) != sizeof(handtx)) {
 489 urandfail:
 490                 if (fd >= 0)
 491                         close(fd);
 492                 iocom->ioq_rx.error = DMSG_IOQ_ERROR_BADURANDOM;
 493                 atomic_set_int(&iocom->flags, DMSG_IOCOMF_EOF);
 494                 dm_printf(1, "%s\n", "auth failure: bad rng");
 495                 goto done;
 496         }
 497         if (bcmp(&handrx, &handtx, sizeof(handtx)) == 0)
 498                 goto urandfail;                 /* read all zeros */
 499         close(fd);
 500         /* ERR_load_crypto_strings(); openssl debugging */
 501
 502         /*
 503          * Handshake with the remote.
 504          *
 505          *      Encrypt with my private and remote's public
 506          *      Decrypt with my private and remote's public
 507          *
 508          * When encrypting we have to make sure our buffer fits within the
 509          * modulus, which typically requires bit 7 o the first byte to be
 510          * zero.  To be safe make sure that bit 7 and bit 6 is zero.
 511          */
 512         snprintf(handtx.quickmsg, sizeof(handtx.quickmsg), "Testing 1 2 3");
 513         handtx.magic = DMSG_HDR_MAGIC;
 514         handtx.version = 1;
 515         handtx.flags = 0;
 516         assert(sizeof(handtx.verf) * 4 == sizeof(handtx.sess));
 517         bzero(handtx.verf, sizeof(handtx.verf));
 518
 519         handtx.pad1[0] &= 0x3f; /* message must fit within modulus */
 520         handtx.pad2[0] &= 0x3f; /* message must fit within modulus */
 521
 522         for (i = 0; i < sizeof(handtx.sess); ++i)
 523                 handtx.verf[i / 4] ^= handtx.sess[i];
 524
 525         /*
 526          * Write handshake buffer to remote
 527          */
 528         for (i = 0; i < sizeof(handtx); i += blksize) {
 529                 ptr = (char *)&handtx + i;
 530                 if (keys[0]) {
 531                         /*
 532                          * Since we are double-encrypting we have to make
 533                          * sure that the result of the first stage does
 534                          * not blow out the modulus for the second stage.
 535                          *
 536                          * The pointer is pointing to the pad*[] area so
 537                          * we can mess with that until the first stage
 538                          * is legal.
 539                          */
 540                         do {
 541                                 ++*(int *)(ptr + 4);
 542                                 if (RSA_private_encrypt(blksize, ptr, buf1,
 543                                             keys[2], RSA_NO_PADDING) < 0) {
 544                                         iocom->ioq_rx.error =
 545                                                 DMSG_IOQ_ERROR_KEYXCHGFAIL;
 546                                 }
 547                         } while (buf1[0] & 0xC0);
 548
 549                         if (RSA_public_encrypt(blksize, buf1, buf2,
 550                                             keys[0], RSA_NO_PADDING) < 0) {
 551                                 iocom->ioq_rx.error =
 552                                         DMSG_IOQ_ERROR_KEYXCHGFAIL;
 553                         }
 554                 }
 555                 if (write(iocom->sock_fd, buf2, blksize) != (ssize_t)blksize) {
 556                         dmio_printf(iocom, 1, "%s\n", "WRITE ERROR");
 557                 }
 558         }
 559         if (iocom->ioq_rx.error) {
 560                 atomic_set_int(&iocom->flags, DMSG_IOCOMF_EOF);
 561                 dmio_printf(iocom, 1, "%s\n",
 562                             "auth failure: key exchange failure "
 563                             "during encryption");
 564                 goto done;
 565         }
 566
 567         /*
 568          * Read handshake buffer from remote
 569          */
 570         i = 0;
 571         while (i < sizeof(handrx)) {
 572                 ptr = (char *)&handrx + i;
 573                 n = read(iocom->sock_fd, ptr, blksize - (i & blkmask));
 574                 if (n <= 0)
 575                         break;
 576                 ptr -= (i & blkmask);
 577                 i += n;
 578                 if (keys[0] && (i & blkmask) == 0) {
 579                         if (RSA_private_decrypt(blksize, ptr, buf1,
 580                                            keys[2], RSA_NO_PADDING) < 0)
 581                                 iocom->ioq_rx.error =
 582                                                 DMSG_IOQ_ERROR_KEYXCHGFAIL;
 583                         if (RSA_public_decrypt(blksize, buf1, ptr,
 584                                            keys[0], RSA_NO_PADDING) < 0)
 585                                 iocom->ioq_rx.error =
 586                                                 DMSG_IOQ_ERROR_KEYXCHGFAIL;
 587                 }
 588         }
 589         if (iocom->ioq_rx.error) {
 590                 atomic_set_int(&iocom->flags, DMSG_IOCOMF_EOF);
 591                 dmio_printf(iocom, 1, "%s\n",
 592                             "auth failure: key exchange failure "
 593                             "during decryption");
 594                 goto done;
 595         }
 596
 597         /*
 598          * Validate the received data.  Try to make this a constant-time
 599          * algorithm.
 600          */
 601         if (i != sizeof(handrx)) {
 602 keyxchgfail:
 603                 iocom->ioq_rx.error = DMSG_IOQ_ERROR_KEYXCHGFAIL;
 604                 atomic_set_int(&iocom->flags, DMSG_IOCOMF_EOF);
 605                 dmio_printf(iocom, 1, "%s\n",
 606                             "auth failure: key exchange failure");
 607                 goto done;
 608         }
 609
 610         if (handrx.magic == DMSG_HDR_MAGIC_REV) {
 611                 handrx.version = bswap16(handrx.version);
 612                 handrx.flags = bswap32(handrx.flags);
 613         }
 614         for (i = 0; i < sizeof(handrx.sess); ++i)
 615                 handrx.verf[i / 4] ^= handrx.sess[i];
 616         n = 0;
 617         for (i = 0; i < sizeof(handrx.verf); ++i)
 618                 n += handrx.verf[i];
 619         if (handrx.version != 1)
 620                 ++n;
 621         if (n != 0)
 622                 goto keyxchgfail;
 623
 624         /*
 625          * Use separate session keys and session fixed IVs for receive and
 626          * transmit.
 627          */
 628         error = crypto_algos[DMSG_CRYPTO_ALGO].init(&iocom->ioq_rx,
 629             (char*)handrx.sess,
 630             crypto_algos[DMSG_CRYPTO_ALGO].keylen,
 631             (char*)handrx.sess + crypto_algos[DMSG_CRYPTO_ALGO].keylen,
 632             sizeof(handrx.sess) - crypto_algos[DMSG_CRYPTO_ALGO].keylen,
 633             0 /* decryption */);
 634         if (error)
 635                 goto keyxchgfail;
 636
 637         error = crypto_algos[DMSG_CRYPTO_ALGO].init(&iocom->ioq_tx,
 638             (char*)handtx.sess,
 639             crypto_algos[DMSG_CRYPTO_ALGO].keylen,
 640             (char*)handtx.sess + crypto_algos[DMSG_CRYPTO_ALGO].keylen,
 641             sizeof(handtx.sess) - crypto_algos[DMSG_CRYPTO_ALGO].keylen,
 642             1 /* encryption */);
 643         if (error)
 644                 goto keyxchgfail;
 645
 646         atomic_set_int(&iocom->flags, DMSG_IOCOMF_CRYPTED);
 647
 648         dmio_printf(iocom, 1, "auth success: %s\n", handrx.quickmsg);
 649 done:
 650         if (path)
 651                 free(path);
 652         if (keys[0])
 653                 RSA_free(keys[0]);
 654         if (keys[1])
 655                 RSA_free(keys[1]);
 656         if (keys[1])
 657                 RSA_free(keys[2]);
 658 }
 659
 660 /*
 661  * Decrypt pending data in the ioq's fifo.  The data is decrypted in-place.
 662  */
 663 void
 664 dmsg_crypto_decrypt(dmsg_iocom_t *iocom __unused, dmsg_ioq_t *ioq)
 665 {
 666         int p_len;
 667         int used;
 668         __unused int error;     /* XXX */
 669         char buf[512];
 670
 671         /*
 672          * fifo_beg to fifo_cdx is data already decrypted.
 673          * fifo_cdn to fifo_end is data not yet decrypted.
 674          */
 675         p_len = ioq->fifo_end - ioq->fifo_cdn; /* data not yet decrypted */
 676
 677         if (p_len == 0)
 678                 return;
 679
 680         while (p_len >= crypto_algos[DMSG_CRYPTO_ALGO].taglen +
 681             DMSG_CRYPTO_CHUNK_SIZE) {
 682                 bcopy(ioq->buf + ioq->fifo_cdn, buf,
 683                       crypto_algos[DMSG_CRYPTO_ALGO].taglen +
 684                       DMSG_CRYPTO_CHUNK_SIZE);
 685                 error = crypto_algos[DMSG_CRYPTO_ALGO].dec_chunk(
 686                     ioq, buf,
 687                     ioq->buf + ioq->fifo_cdx,
 688                     DMSG_CRYPTO_CHUNK_SIZE,
 689                     &used);
 690 #ifdef CRYPTO_DEBUG
 691                 dmio_printf(iocom, 5,
 692                             "dec: p_len: %d, used: %d, "
 693                             "fifo_cdn: %ju, fifo_cdx: %ju\n",
 694                              p_len, used,
 695                              ioq->fifo_cdn, ioq->fifo_cdx);
 696 #endif
 697                 p_len -= used;
 698                 ioq->fifo_cdn += used;
 699                 ioq->fifo_cdx += DMSG_CRYPTO_CHUNK_SIZE;
 700 #ifdef CRYPTO_DEBUG
 701                 dmio_printf(iocom, 5,
 702                             "dec: p_len: %d, used: %d, "
 703                             "fifo_cdn: %ju, fifo_cdx: %ju\n",
 704                             p_len, used, ioq->fifo_cdn, ioq->fifo_cdx);
 705 #endif
 706         }
 707 }
 708
 709 /*
 710  * *nactp is set to the number of ORIGINAL bytes consumed by the encrypter.
 711  * The FIFO may contain more data.
 712  */
 713 int
 714 dmsg_crypto_encrypt(dmsg_iocom_t *iocom __unused, dmsg_ioq_t *ioq,
 715                     struct iovec *iov, int n, size_t *nactp)
 716 {
 717         int p_len, used, ct_used;
 718         int i;
 719         __unused int error;     /* XXX */
 720         size_t nmax;
 721
 722         nmax = sizeof(ioq->buf) - ioq->fifo_end;        /* max new bytes */
 723
 724         *nactp = 0;
 725         for (i = 0; i < n && nmax; ++i) {
 726                 used = 0;
 727                 p_len = iov[i].iov_len;
 728                 assert((p_len & DMSG_ALIGNMASK) == 0);
 729
 730                 while (p_len >= DMSG_CRYPTO_CHUNK_SIZE &&
 731                     nmax >= DMSG_CRYPTO_CHUNK_SIZE +
 732                     (size_t)crypto_algos[DMSG_CRYPTO_ALGO].taglen) {
 733                         error = crypto_algos[DMSG_CRYPTO_ALGO].enc_chunk(
 734                             ioq,
 735                             ioq->buf + ioq->fifo_cdx,
 736                             (char *)iov[i].iov_base + used,
 737                             DMSG_CRYPTO_CHUNK_SIZE, &ct_used);
 738 #ifdef CRYPTO_DEBUG
 739                         dmio_printf(iocom, 5,
 740                                     "nactp: %ju, p_len: %d, "
 741                                     "ct_used: %d, used: %d, nmax: %ju\n",
 742                                     *nactp, p_len, ct_used, used, nmax);
 743 #endif
 744
 745                         *nactp += (size_t)DMSG_CRYPTO_CHUNK_SIZE;       /* plaintext count */
 746                         used += DMSG_CRYPTO_CHUNK_SIZE;
 747                         p_len -= DMSG_CRYPTO_CHUNK_SIZE;
 748
 749                         /*
 750                          * NOTE: crypted count will eventually differ from
 751                          *       nmax, but for now we have not yet introduced
 752                          *       random armor.
 753                          */
 754                         ioq->fifo_cdx += (size_t)ct_used;
 755                         ioq->fifo_cdn += (size_t)ct_used;
 756                         ioq->fifo_end += (size_t)ct_used;
 757                         nmax -= (size_t)ct_used;
 758 #ifdef CRYPTO_DEBUG
 759                         dmio_printf(iocom, 5,
 760                                     "nactp: %ju, p_len: %d, "
 761                                     "ct_used: %d, used: %d, nmax: %ju\n",
 762                                     *nactp, p_len, ct_used, used, nmax);
 763 #endif
 764                 }
 765         }
 766         iov[0].iov_base = ioq->buf + ioq->fifo_beg;
 767         iov[0].iov_len = ioq->fifo_cdx - ioq->fifo_beg;
 768
 769         return (1);
 770 }