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 }