Assorted typo fixes in comments.
[paraslash.git] / crypt.c
diff --git a/crypt.c b/crypt.c
index 8e1814d..1678977 100644 (file)
--- a/crypt.c
+++ b/crypt.c
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (C) 2005-2011 Andre Noll <maan@systemlinux.org>
+ * Copyright (C) 2005-2014 Andre Noll <maan@tuebingen.mpg.de>
  *
  * Licensed under the GPL v2. For licencing details see COPYING.
  */
 #include <openssl/rc4.h>
 #include <openssl/pem.h>
 #include <openssl/sha.h>
+#include <openssl/bn.h>
+#include <openssl/aes.h>
 
 #include "para.h"
 #include "error.h"
 #include "string.h"
 #include "crypt.h"
 #include "fd.h"
+#include "crypt_backend.h"
 
 struct asymmetric_key {
        RSA *rsa;
 };
 
-/**
- * Fill a buffer with random content.
- *
- * \param buf The buffer to fill.
- * \param num The size of \a buf in bytes.
- *
- * This function puts \a num cryptographically strong pseudo-random bytes into
- * buf. If libssl can not guarantee an unpredictable byte sequence (for example
- * because the PRNG has not been seeded with enough randomness) the function
- * logs an error message and calls exit().
- */
 void get_random_bytes_or_die(unsigned char *buf, int num)
 {
        unsigned long err;
@@ -48,13 +40,10 @@ void get_random_bytes_or_die(unsigned char *buf, int num)
        exit(EXIT_FAILURE);
 }
 
-/**
- * Seed pseudo random number generators.
- *
- * This function reads 64 bytes from /dev/urandom and adds them to the SSL
- * PRNG. It also seeds the PRNG used by random() with a random seed obtained
- * from SSL. If /dev/random could not be read, an error message is logged and
- * the function calls exit().
+/*
+ * Read 64 bytes from /dev/urandom and adds them to the SSL PRNG. Seed the PRNG
+ * used by random() with a random seed obtained from SSL. If /dev/random is not
+ * readable the function calls exit().
  *
  * \sa RAND_load_file(3), \ref get_random_bytes_or_die(), srandom(3),
  * random(3), \ref para_random().
@@ -71,19 +60,6 @@ void init_random_seed_or_die(void)
        srandom(seed);
 }
 
-static int check_key_file(const char *file, int private)
-{
-       struct stat st;
-
-       if (stat(file, &st) != 0)
-               return -ERRNO_TO_PARA_ERROR(errno);
-       if (private != LOAD_PRIVATE_KEY)
-               return 0;
-       if ((st.st_uid == getuid()) && (st.st_mode & 077) != 0)
-               return -E_KEY_PERM;
-       return 1;
-}
-
 static EVP_PKEY *load_key(const char *file, int private)
 {
        BIO *key;
@@ -107,44 +83,135 @@ static EVP_PKEY *load_key(const char *file, int private)
        return pkey;
 }
 
-/**
- * Read an asymmetric key from a file.
- *
- * \param key_file The file containing the key.
- * \param private if non-zero, read the private key, otherwise the public key.
- * \param result The key structure is returned here.
- *
- * \return The size of the key on success, negative on errors.
- *
- * \sa openssl(1), rsa(1).
- */
-int get_asymmetric_key(const char *key_file, int private,
-               struct asymmetric_key **result)
+static int get_openssl_key(const char *key_file, RSA **rsa, int private)
 {
-       struct asymmetric_key *key;
-       RSA *rsa;
-       EVP_PKEY *pkey = load_key(key_file, private);
+       EVP_PKEY *key = load_key(key_file, private);
 
-       if (!pkey)
+       if (!key)
                return (private == LOAD_PRIVATE_KEY)? -E_PRIVATE_KEY
                        : -E_PUBLIC_KEY;
-       rsa = EVP_PKEY_get1_RSA(pkey);
-       EVP_PKEY_free(pkey);
-       if (!rsa)
+       *rsa = EVP_PKEY_get1_RSA(key);
+       EVP_PKEY_free(key);
+       if (!*rsa)
                return -E_RSA;
-       key = para_malloc(sizeof(*key));
-       key->rsa = rsa;
-       *result = key;
-       return RSA_size(rsa);
+       return RSA_size(*rsa);
 }
 
-/**
- * Deallocate an asymmetric key structure.
- *
- * \param key Pointer to the key structure to free.
- *
- * This must be called for any key obtained by get_asymmetric_key().
+/*
+ * The public key loading functions below were inspired by corresponding code
+ * of openssh-5.2p1, Copyright (c) 1995 Tatu Ylonen <ylo@cs.hut.fi>, Espoo,
+ * Finland. However, not much of the original code remains.
  */
+
+static int read_bignum(const unsigned char *buf, size_t len, BIGNUM **result)
+{
+       const unsigned char *p = buf, *end = buf + len;
+       uint32_t bnsize;
+       BIGNUM *bn;
+
+       if (p + 4 < p)
+               return -E_BIGNUM;
+       if (p + 4 > end)
+               return -E_BIGNUM;
+       bnsize = read_ssh_u32(p);
+       PARA_DEBUG_LOG("bnsize: %u\n", bnsize);
+       p += 4;
+       if (p + bnsize < p)
+               return -E_BIGNUM;
+       if (p + bnsize > end)
+               return -E_BIGNUM;
+       if (bnsize > 8192)
+               return -E_BIGNUM;
+       bn = BN_bin2bn(p, bnsize, NULL);
+       if (!bn)
+               return -E_BIGNUM;
+       *result = bn;
+       return bnsize + 4;
+}
+
+static int read_rsa_bignums(const unsigned char *blob, int blen, RSA **result)
+{
+       int ret;
+       RSA *rsa;
+       const unsigned char *p = blob, *end = blob + blen;
+
+       rsa = RSA_new();
+       if (!rsa)
+               return -E_BIGNUM;
+       ret = read_bignum(p, end - p, &rsa->e);
+       if (ret < 0)
+               goto fail;
+       p += ret;
+       ret = read_bignum(p, end - p, &rsa->n);
+       if (ret < 0)
+               goto fail;
+       *result = rsa;
+       return 1;
+fail:
+       RSA_free(rsa);
+       return ret;
+}
+
+int get_asymmetric_key(const char *key_file, int private,
+               struct asymmetric_key **result)
+{
+       struct asymmetric_key *key = NULL;
+       void *map = NULL;
+       unsigned char *blob = NULL;
+       size_t map_size, blob_size, decoded_size;
+       int ret, ret2;
+       char *cp;
+
+       key = para_malloc(sizeof(*key));
+       if (private) {
+               ret = get_openssl_key(key_file, &key->rsa, LOAD_PRIVATE_KEY);
+               goto out;
+       }
+       ret = mmap_full_file(key_file, O_RDONLY, &map, &map_size, NULL);
+       if (ret < 0)
+               goto out;
+       ret = is_ssh_rsa_key(map, map_size);
+       if (!ret) {
+               ret = para_munmap(map, map_size);
+               map = NULL;
+               if (ret < 0)
+                       goto out;
+               ret = get_openssl_key(key_file, &key->rsa, LOAD_PUBLIC_KEY);
+               goto out;
+       }
+       cp = map + ret;
+       PARA_INFO_LOG("decoding public rsa-ssh key %s\n", key_file);
+       ret = -ERRNO_TO_PARA_ERROR(EOVERFLOW);
+       if (map_size > INT_MAX / 4)
+               goto out_unmap;
+       blob_size = 2 * map_size;
+       blob = para_malloc(blob_size);
+       ret = uudecode(cp, blob, blob_size);
+       if (ret < 0)
+               goto out_unmap;
+       decoded_size = ret;
+       ret = check_ssh_key_header(blob, decoded_size);
+       if (ret < 0)
+               goto out_unmap;
+       ret = read_rsa_bignums(blob + ret, decoded_size - ret, &key->rsa);
+       if (ret < 0)
+               goto out_unmap;
+       ret = RSA_size(key->rsa);
+out_unmap:
+       ret2 = para_munmap(map, map_size);
+       if (ret >= 0 && ret2 < 0)
+               ret = ret2;
+out:
+       if (ret < 0) {
+               free(key);
+               *result = NULL;
+               PARA_ERROR_LOG("key %s: %s\n", key_file, para_strerror(-ret));
+       } else
+               *result = key;
+       free(blob);
+       return ret;
+}
+
 void free_asymmetric_key(struct asymmetric_key *key)
 {
        if (!key)
@@ -153,20 +220,6 @@ void free_asymmetric_key(struct asymmetric_key *key)
        free(key);
 }
 
-/**
- * Decrypt a buffer using a private key.
- *
- * \param key_file Full path of the key.
- * \param outbuf The output buffer.
- * \param inbuf The encrypted input buffer.
- * \param inlen The length of \a inbuf in bytes.
- *
- * The \a outbuf must be large enough to hold at least \a rsa_inlen bytes.
- *
- * \return The size of the recovered plaintext on success, negative on errors.
- *
- * \sa RSA_private_decrypt(3)
- **/
 int priv_decrypt(const char *key_file, unsigned char *outbuf,
                unsigned char *inbuf, int inlen)
 {
@@ -195,18 +248,6 @@ out:
        return ret;
 }
 
-/**
- * Encrypt a buffer using an RSA key
- *
- * \param pub: The public key.
- * \param inbuf The input buffer.
- * \param len The length of \a inbuf.
- * \param outbuf The output buffer.
- *
- * \return The size of the encrypted data on success, negative on errors.
- *
- * \sa RSA_public_encrypt(3)
- */
 int pub_encrypt(struct asymmetric_key *pub, unsigned char *inbuf,
                unsigned len, unsigned char *outbuf)
 {
@@ -219,30 +260,43 @@ int pub_encrypt(struct asymmetric_key *pub, unsigned char *inbuf,
        return ret < 0? -E_ENCRYPT : ret;
 }
 
+struct aes_ctr_128_context {
+       AES_KEY key;
+       unsigned char ivec[AES_CRT128_BLOCK_SIZE];
+       unsigned char ecount[AES_CRT128_BLOCK_SIZE];
+       unsigned int num;
+};
+
 struct stream_cipher {
-       RC4_KEY key;
+       bool use_aes;
+       union {
+               RC4_KEY rc4_key;
+               struct aes_ctr_128_context aes;
+       } context;
 };
 
-/**
- * Allocate and initialize a stream cipher structure.
- *
- * \param data The key.
- * \param len The size of the key.
- *
- * \return A new stream cipher structure.
- */
-struct stream_cipher *sc_new(const unsigned char *data, int len)
+struct stream_cipher *sc_new(const unsigned char *data, int len,
+               bool use_aes)
 {
+       int ret;
        struct stream_cipher *sc = para_malloc(sizeof(*sc));
-       RC4_set_key(&sc->key, len, data);
+       struct aes_ctr_128_context *aes;
+
+       sc->use_aes = use_aes;
+       if (!use_aes) {
+               RC4_set_key(&sc->context.rc4_key, len, data);
+               return sc;
+       }
+       assert(len >= 2 * AES_CRT128_BLOCK_SIZE);
+       aes = &sc->context.aes;
+       ret = AES_set_encrypt_key(data, AES_CRT128_BLOCK_SIZE * 8 /* bits */,
+               &aes->key);
+       assert(ret == 0);
+       memcpy(aes->ivec, data + AES_CRT128_BLOCK_SIZE, AES_CRT128_BLOCK_SIZE);
+       aes->num = 0;
        return sc;
 }
 
-/**
- * Deallocate a stream cipher structure.
- *
- * \param sc A stream cipher previously obtained by sc_new().
- */
 void sc_free(struct stream_cipher *sc)
 {
        free(sc);
@@ -255,133 +309,51 @@ void sc_free(struct stream_cipher *sc)
  */
 #define RC4_ALIGN 8
 
-/**
- * Encrypt and send a buffer.
- *
- * \param scc The context.
- * \param buf The buffer to send.
- * \param len The size of \a buf in bytes.
- *
- * \return The return value of the underyling call to write_all().
- *
- * \sa \ref write_all(), RC4(3).
- */
-int sc_send_bin_buffer(struct stream_cipher_context *scc, const char *buf,
-               size_t len)
+static void rc4_crypt(RC4_KEY *key, struct iovec *src, struct iovec *dst)
 {
-       int ret;
-       unsigned char *tmp;
-       static unsigned char remainder[RC4_ALIGN];
-       size_t l1 = ROUND_DOWN(len, RC4_ALIGN), l2 = ROUND_UP(len, RC4_ALIGN);
-
-       assert(len);
-       tmp = para_malloc(l2);
-       RC4(&scc->send->key, l1, (const unsigned char *)buf, tmp);
+       size_t len = src->iov_len, l1, l2;
+
+       assert(len > 0);
+       assert(len < ((typeof(src->iov_len))-1) / 2);
+       l1 = ROUND_DOWN(len, RC4_ALIGN);
+       l2 = ROUND_UP(len, RC4_ALIGN);
+
+       *dst = (typeof(*dst)) {
+               /* Add one for the terminating zero byte. */
+               .iov_base = para_malloc(l2 + 1),
+               .iov_len = len
+       };
+       RC4(key, l1, src->iov_base, dst->iov_base);
        if (len > l1) {
-               memcpy(remainder, buf + l1, len - l1);
-               RC4(&scc->send->key, len - l1, remainder, tmp + l1);
+               unsigned char remainder[RC4_ALIGN] = "";
+               memcpy(remainder, src->iov_base + l1, len - l1);
+               RC4(key, len - l1, remainder, dst->iov_base + l1);
        }
-       ret = write_all(scc->fd, (char *)tmp, &len);
-       free(tmp);
-       return ret;
+       ((char *)dst->iov_base)[len] = '\0';
 }
 
-/**
- * Encrypt and send a \p NULL-terminated buffer.
- *
- * \param scc The context.
- * \param buf The buffer to send.
- *
- * \return The return value of the underyling call to sc_send_bin_buffer().
- */
-int sc_send_buffer(struct stream_cipher_context *scc, const char *buf)
-{
-       return sc_send_bin_buffer(scc, buf, strlen(buf));
-}
-
-/**
- * Format, encrypt and send a buffer.
- *
- * \param scc The context.
- * \param fmt A format string.
- *
- * \return The return value of the underyling call to sc_send_buffer().
- */
-__printf_2_3 int sc_send_va_buffer(struct stream_cipher_context *scc,
-               const char *fmt, ...)
-{
-       char *msg;
-       int ret;
-
-       PARA_VSPRINTF(fmt, msg);
-       ret = sc_send_buffer(scc, msg);
-       free(msg);
-       return ret;
-}
-
-/**
- * Receive a buffer and decrypt it.
- *
- * \param scc The context.
- * \param buf The buffer to write the decrypted data to.
- * \param size The size of \a buf.
- *
- * \return The number of bytes received on success, negative on errors, zero if
- * the peer has performed an orderly shutdown.
- *
- * \sa recv(2), RC4(3).
- */
-int sc_recv_bin_buffer(struct stream_cipher_context *scc, char *buf,
-               size_t size)
+static void aes_ctr128_crypt(struct aes_ctr_128_context *aes, struct iovec *src,
+               struct iovec *dst)
 {
-       unsigned char *tmp = para_malloc(size);
-       ssize_t ret = recv(scc->fd, tmp, size, 0);
-
-       if (ret > 0)
-               RC4(&scc->recv->key, ret, tmp, (unsigned char *)buf);
-       else if (ret < 0)
-               ret = -ERRNO_TO_PARA_ERROR(errno);
-       free(tmp);
-       return ret;
+       size_t len = src->iov_len;
+
+       *dst = (typeof(*dst)) {
+               /* Add one for the terminating zero byte. */
+               .iov_base = para_malloc(len + 1),
+               .iov_len = len
+       };
+       AES_ctr128_encrypt(src->iov_base, dst->iov_base, len,
+               &aes->key, aes->ivec, aes->ecount, &aes->num);
+       ((char *)dst->iov_base)[len] = '\0';
 }
 
-/**
- * Receive a buffer, decrypt it and write terminating NULL byte.
- *
- * \param scc The context.
- * \param buf The buffer to write the decrypted data to.
- * \param size The size of \a buf.
- *
- * Read at most \a size - 1 bytes from file descriptor given by \a scc, decrypt
- * the received data and write a NULL byte at the end of the decrypted data.
- *
- * \return The return value of the underlying call to \ref
- * sc_recv_bin_buffer().
- */
-int sc_recv_buffer(struct stream_cipher_context *scc, char *buf, size_t size)
+void sc_crypt(struct stream_cipher *sc, struct iovec *src, struct iovec *dst)
 {
-       int n;
-
-       assert(size);
-       n = sc_recv_bin_buffer(scc, buf, size - 1);
-       if (n >= 0)
-               buf[n] = '\0';
-       else
-               *buf = '\0';
-       return n;
+       if (sc->use_aes)
+               return aes_ctr128_crypt(&sc->context.aes, src, dst);
+       return rc4_crypt(&sc->context.rc4_key, src, dst);
 }
 
-/**
- * Compute the hash of the given input data.
- *
- * \param data Pointer to the data to compute the hash value from.
- * \param len The length of \a data in bytes.
- * \param hash Result pointer.
- *
- * \a hash must point to an area at least \p HASH_SIZE bytes large.
- *
- * \sa sha(3), openssl(1).
- * */
 void hash_function(const char *data, unsigned long len, unsigned char *hash)
 {
        SHA_CTX c;