Revert "server: Listen on command socket before daemonizing."
[paraslash.git] / crypt.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2005-2011 Andre Noll <maan@systemlinux.org>
3  *
4  * Licensed under the GPL v2. For licencing details see COPYING.
5  */
6
7 /** \file crypt.c Openssl-based encryption/decryption routines. */
8
9 #include <regex.h>
10 #include <stdbool.h>
11 #include <sys/types.h>
12 #include <sys/socket.h>
13 #include <openssl/rand.h>
14 #include <openssl/err.h>
15 #include <openssl/rc4.h>
16 #include <openssl/pem.h>
17 #include <openssl/sha.h>
18 #include <openssl/bn.h>
19
20 #include "para.h"
21 #include "error.h"
22 #include "string.h"
23 #include "crypt.h"
24 #include "fd.h"
25 #include "crypt_backend.h"
26
27 struct asymmetric_key {
28         RSA *rsa;
29 };
30
31 void get_random_bytes_or_die(unsigned char *buf, int num)
32 {
33         unsigned long err;
34
35         /* RAND_bytes() returns 1 on success, 0 otherwise. */
36         if (RAND_bytes(buf, num) == 1)
37                 return;
38         err = ERR_get_error();
39         PARA_EMERG_LOG("%s\n", ERR_reason_error_string(err));
40         exit(EXIT_FAILURE);
41 }
42
43 /*
44  * Read 64 bytes from /dev/urandom and adds them to the SSL PRNG. Seed the PRNG
45  * used by random() with a random seed obtained from SSL. If /dev/random is not
46  * readable the function calls exit().
47  *
48  * \sa RAND_load_file(3), \ref get_random_bytes_or_die(), srandom(3),
49  * random(3), \ref para_random().
50  */
51 void init_random_seed_or_die(void)
52 {
53         int seed, ret = RAND_load_file("/dev/urandom", 64);
54
55         if (ret != 64) {
56                 PARA_EMERG_LOG("could not seed PRNG (ret = %d)\n", ret);
57                 exit(EXIT_FAILURE);
58         }
59         get_random_bytes_or_die((unsigned char *)&seed, sizeof(seed));
60         srandom(seed);
61 }
62
63 static EVP_PKEY *load_key(const char *file, int private)
64 {
65         BIO *key;
66         EVP_PKEY *pkey = NULL;
67         int ret = check_key_file(file, private);
68
69         if (ret < 0) {
70                 PARA_ERROR_LOG("%s\n", para_strerror(-ret));
71                 return NULL;
72         }
73         key = BIO_new(BIO_s_file());
74         if (!key)
75                 return NULL;
76         if (BIO_read_filename(key, file) > 0) {
77                 if (private == LOAD_PRIVATE_KEY)
78                         pkey = PEM_read_bio_PrivateKey(key, NULL, NULL, NULL);
79                 else
80                         pkey = PEM_read_bio_PUBKEY(key, NULL, NULL, NULL);
81         }
82         BIO_free(key);
83         return pkey;
84 }
85
86 static int get_openssl_key(const char *key_file, RSA **rsa, int private)
87 {
88         EVP_PKEY *key = load_key(key_file, private);
89
90         if (!key)
91                 return (private == LOAD_PRIVATE_KEY)? -E_PRIVATE_KEY
92                         : -E_PUBLIC_KEY;
93         *rsa = EVP_PKEY_get1_RSA(key);
94         EVP_PKEY_free(key);
95         if (!*rsa)
96                 return -E_RSA;
97         return RSA_size(*rsa);
98 }
99
100 /*
101  * The public key loading functions below were inspired by corresponding code
102  * of openssh-5.2p1, Copyright (c) 1995 Tatu Ylonen <ylo@cs.hut.fi>, Espoo,
103  * Finland. However, not much of the original code remains.
104  */
105
106 static int read_bignum(const unsigned char *buf, size_t len, BIGNUM **result)
107 {
108         const unsigned char *p = buf, *end = buf + len;
109         uint32_t bnsize;
110         BIGNUM *bn;
111
112         if (p + 4 < p)
113                 return -E_BIGNUM;
114         if (p + 4 > end)
115                 return -E_BIGNUM;
116         bnsize = read_ssh_u32(p);
117         PARA_DEBUG_LOG("bnsize: %u\n", bnsize);
118         p += 4;
119         if (p + bnsize < p)
120                 return -E_BIGNUM;
121         if (p + bnsize > end)
122                 return -E_BIGNUM;
123         if (bnsize > 8192)
124                 return -E_BIGNUM;
125         bn = BN_bin2bn(p, bnsize, NULL);
126         if (!bn)
127                 return -E_BIGNUM;
128         *result = bn;
129         return bnsize + 4;
130 }
131
132 static int read_rsa_bignums(const unsigned char *blob, int blen, RSA **result)
133 {
134         int ret;
135         RSA *rsa;
136         const unsigned char *p = blob, *end = blob + blen;
137
138         rsa = RSA_new();
139         if (!rsa)
140                 return -E_BIGNUM;
141         ret = read_bignum(p, end - p, &rsa->e);
142         if (ret < 0)
143                 goto fail;
144         p += ret;
145         ret = read_bignum(p, end - p, &rsa->n);
146         if (ret < 0)
147                 goto fail;
148         *result = rsa;
149         return 1;
150 fail:
151         if (rsa)
152                 RSA_free(rsa);
153         return ret;
154 }
155
156 int get_asymmetric_key(const char *key_file, int private,
157                 struct asymmetric_key **result)
158 {
159         struct asymmetric_key *key = NULL;
160         void *map = NULL;
161         unsigned char *blob = NULL;
162         size_t map_size, blob_size, decoded_size;
163         int ret, ret2;
164         char *cp;
165
166         key = para_malloc(sizeof(*key));
167         if (private) {
168                 ret = get_openssl_key(key_file, &key->rsa, LOAD_PRIVATE_KEY);
169                 goto out;
170         }
171         ret = mmap_full_file(key_file, O_RDONLY, &map, &map_size, NULL);
172         if (ret < 0)
173                 goto out;
174         ret = is_ssh_rsa_key(map, map_size);
175         if (!ret) {
176                 ret = para_munmap(map, map_size);
177                 map = NULL;
178                 if (ret < 0)
179                         goto out;
180                 ret = get_openssl_key(key_file, &key->rsa, LOAD_PUBLIC_KEY);
181                 goto out;
182         }
183         cp = map + ret;
184         PARA_INFO_LOG("decoding public rsa-ssh key %s\n", key_file);
185         ret = -ERRNO_TO_PARA_ERROR(EOVERFLOW);
186         if (map_size > INT_MAX / 4)
187                 goto out_unmap;
188         blob_size = 2 * map_size;
189         blob = para_malloc(blob_size);
190         ret = uudecode(cp, blob, blob_size);
191         if (ret < 0)
192                 goto out_unmap;
193         decoded_size = ret;
194         ret = check_ssh_key_header(blob, decoded_size);
195         if (ret < 0)
196                 goto out_unmap;
197         ret = read_rsa_bignums(blob + ret, decoded_size - ret, &key->rsa);
198         if (ret < 0)
199                 goto out_unmap;
200         ret = RSA_size(key->rsa);
201 out_unmap:
202         ret2 = para_munmap(map, map_size);
203         if (ret >= 0 && ret2 < 0)
204                 ret = ret2;
205 out:
206         if (ret < 0) {
207                 free(key);
208                 *result = NULL;
209                 PARA_ERROR_LOG("key %s: %s\n", key_file, para_strerror(-ret));
210         } else
211                 *result = key;
212         free(blob);
213         return ret;
214 }
215
216 void free_asymmetric_key(struct asymmetric_key *key)
217 {
218         if (!key)
219                 return;
220         RSA_free(key->rsa);
221         free(key);
222 }
223
224 int priv_decrypt(const char *key_file, unsigned char *outbuf,
225                 unsigned char *inbuf, int inlen)
226 {
227         struct asymmetric_key *priv;
228         int ret;
229
230         if (inlen < 0)
231                 return -E_RSA;
232         ret = get_asymmetric_key(key_file, LOAD_PRIVATE_KEY, &priv);
233         if (ret < 0)
234                 return ret;
235         /*
236          * RSA is vulnerable to timing attacks. Generate a random blinding
237          * factor to protect against this kind of attack.
238          */
239         ret = -E_BLINDING;
240         if (RSA_blinding_on(priv->rsa, NULL) == 0)
241                 goto out;
242         ret = RSA_private_decrypt(inlen, inbuf, outbuf, priv->rsa,
243                 RSA_PKCS1_OAEP_PADDING);
244         RSA_blinding_off(priv->rsa);
245         if (ret <= 0)
246                 ret = -E_DECRYPT;
247 out:
248         free_asymmetric_key(priv);
249         return ret;
250 }
251
252 int pub_encrypt(struct asymmetric_key *pub, unsigned char *inbuf,
253                 unsigned len, unsigned char *outbuf)
254 {
255         int ret, flen = len; /* RSA_public_encrypt expects a signed int */
256
257         if (flen < 0)
258                 return -E_ENCRYPT;
259         ret = RSA_public_encrypt(flen, inbuf, outbuf, pub->rsa,
260                 RSA_PKCS1_OAEP_PADDING);
261         return ret < 0? -E_ENCRYPT : ret;
262 }
263
264 struct stream_cipher {
265         RC4_KEY key;
266 };
267
268 struct stream_cipher *sc_new(const unsigned char *data, int len)
269 {
270         struct stream_cipher *sc = para_malloc(sizeof(*sc));
271         RC4_set_key(&sc->key, len, data);
272         return sc;
273 }
274
275 void sc_free(struct stream_cipher *sc)
276 {
277         free(sc);
278 }
279
280 /**
281  * The RC4() implementation of openssl apparently reads and writes data in
282  * blocks of 8 bytes. So we have to make sure our buffer sizes are a multiple
283  * of this.
284  */
285 #define RC4_ALIGN 8
286
287 int sc_send_bin_buffer(struct stream_cipher_context *scc, char *buf,
288                 size_t len)
289 {
290         int ret;
291         unsigned char *tmp;
292         static unsigned char remainder[RC4_ALIGN];
293         size_t l1 = ROUND_DOWN(len, RC4_ALIGN), l2 = ROUND_UP(len, RC4_ALIGN);
294
295         assert(len);
296         tmp = para_malloc(l2);
297         RC4(&scc->send->key, l1, (const unsigned char *)buf, tmp);
298         if (len > l1) {
299                 memcpy(remainder, buf + l1, len - l1);
300                 RC4(&scc->send->key, len - l1, remainder, tmp + l1);
301         }
302         ret = write_all(scc->fd, (char *)tmp, &len);
303         free(tmp);
304         return ret;
305 }
306
307 int sc_recv_bin_buffer(struct stream_cipher_context *scc, char *buf,
308                 size_t size)
309 {
310         unsigned char *tmp = para_malloc(ROUND_UP(size, RC4_ALIGN));
311         ssize_t ret = recv(scc->fd, tmp, size, 0);
312
313         if (ret > 0)
314                 RC4(&scc->recv->key, ret, tmp, (unsigned char *)buf);
315         else if (ret < 0)
316                 ret = -ERRNO_TO_PARA_ERROR(errno);
317         free(tmp);
318         return ret;
319 }
320
321 void hash_function(const char *data, unsigned long len, unsigned char *hash)
322 {
323         SHA_CTX c;
324         SHA1_Init(&c);
325         SHA1_Update(&c, data, len);
326         SHA1_Final(hash, &c);
327 }