]> git.tuebingen.mpg.de Git - paraslash.git/blobdiff - crypt.c
wmadec: Properly handle empty outputs.
[paraslash.git] / crypt.c
diff --git a/crypt.c b/crypt.c
index cf1cabecbad80cdca6d69cf2bbc2165427a84ed8..610d2057947dba6757526127a317f8b87bf7eebc 100644 (file)
--- a/crypt.c
+++ b/crypt.c
@@ -1,33 +1,75 @@
 /*
- * Copyright (C) 2005-2006 Andre Noll <maan@systemlinux.org>
+ * Copyright (C) 2005 Andre Noll <maan@tuebingen.mpg.de>
  *
- *     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
- *     it under the terms of the GNU General Public License as published by
- *     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
- *     (at your option) any later version.
- *
- *     This program is distributed in the hope that it will be useful,
- *     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
- *     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
- *     GNU General Public License for more details.
- *
- *     You should have received a copy of the GNU General Public License
- *     along with this program; if not, write to the Free Software
- *     Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111, USA.
+ * Licensed under the GPL v2. For licencing details see COPYING.
  */
 
-/** \file crypt.c openssl-based RSA encryption/decryption routines */
+/** \file crypt.c Openssl-based encryption/decryption routines. */
+
+#include <regex.h>
+#include <sys/types.h>
+#include <sys/socket.h>
+#include <openssl/rand.h>
+#include <openssl/err.h>
+#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;
+};
+
+void get_random_bytes_or_die(unsigned char *buf, int num)
+{
+       unsigned long err;
+
+       /* RAND_bytes() returns 1 on success, 0 otherwise. */
+       if (RAND_bytes(buf, num) == 1)
+               return;
+       err = ERR_get_error();
+       PARA_EMERG_LOG("%s\n", ERR_reason_error_string(err));
+       exit(EXIT_FAILURE);
+}
+
+/*
+ * 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().
+ */
+void init_random_seed_or_die(void)
+{
+       int seed, ret = RAND_load_file("/dev/urandom", 64);
+
+       if (ret != 64) {
+               PARA_EMERG_LOG("could not seed PRNG (ret = %d)\n", ret);
+               exit(EXIT_FAILURE);
+       }
+       get_random_bytes_or_die((unsigned char *)&seed, sizeof(seed));
+       srandom(seed);
+}
 
 static EVP_PKEY *load_key(const char *file, int private)
 {
        BIO *key;
        EVP_PKEY *pkey = NULL;
+       int ret = check_key_file(file, private);
 
+       if (ret < 0) {
+               PARA_ERROR_LOG("%s\n", para_strerror(-ret));
+               return NULL;
+       }
        key = BIO_new(BIO_s_file());
        if (!key)
                return NULL;
@@ -41,13 +83,13 @@ static EVP_PKEY *load_key(const char *file, int private)
        return pkey;
 }
 
-
-int get_rsa_key(char *key_file, RSA **rsa, int private)
+static int get_openssl_key(const char *key_file, RSA **rsa, int private)
 {
        EVP_PKEY *key = load_key(key_file, private);
 
        if (!key)
-               return (private == LOAD_PRIVATE_KEY)? -E_PRIVATE_KEY : -E_PUBLIC_KEY;
+               return (private == LOAD_PRIVATE_KEY)? -E_PRIVATE_KEY
+                       : -E_PUBLIC_KEY;
        *rsa = EVP_PKEY_get1_RSA(key);
        EVP_PKEY_free(key);
        if (!*rsa)
@@ -55,99 +97,267 @@ int get_rsa_key(char *key_file, RSA **rsa, int private)
        return RSA_size(*rsa);
 }
 
-/**
- * decrypt a buffer using an RSA key
- *
- * \param key_file full path of the rsa key
- * \param outbuf the output buffer
- * \param inbuf the encrypted input buffer
- * \param rsa_inlen the length of \a inbuf
- *
- * 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 para_decrypt_buffer(char *key_file, unsigned char *outbuf, unsigned char *inbuf,
-                       int rsa_inlen)
+/*
+ * 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;
-       int ret = get_rsa_key(key_file, &rsa, LOAD_PRIVATE_KEY);
+       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)
-               return ret;
-       ret = RSA_private_decrypt(rsa_inlen, inbuf, outbuf, rsa, RSA_PKCS1_PADDING);
-       return (ret > 0)? ret : -E_DECRYPT;
+               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;
 }
 
-/**
- * decrypt the challenge number sent by para_server
- *
- * \param key_file full path of the rsa key
- * \param challenge_nr result is stored here
- * \param inbuf the input buffer
- * \param rsa_inlen the length of \a inbuf
- *
- * \return positive on success, negative on errors
- *
- * \sa para_decrypt_buffer()
- */
-int para_decrypt_challenge(char *key_file, long unsigned *challenge_nr,
-               unsigned char *inbuf, int rsa_inlen)
+int get_asymmetric_key(const char *key_file, int private,
+               struct asymmetric_key **result)
 {
-       unsigned char *rsa_out = OPENSSL_malloc(rsa_inlen + 1);
-       int ret = para_decrypt_buffer(key_file, rsa_out, inbuf, rsa_inlen);
+       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;
 
-       if (ret >= 0) {
-               rsa_out[ret] = '\0';
-               ret = sscanf((char *)rsa_out, "%lu", challenge_nr) == 1?
-                       1 : -E_CHALLENGE;
+       key = para_malloc(sizeof(*key));
+       if (private) {
+               ret = get_openssl_key(key_file, &key->rsa, LOAD_PRIVATE_KEY);
+               goto out;
        }
-       OPENSSL_free(rsa_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;
 }
 
-/**
- * encrypt a buffer using an RSA key
- *
- * \param rsa: public rsa 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 para_encrypt_buffer(RSA *rsa, unsigned char *inbuf,
-               const unsigned len, unsigned char *outbuf)
+void free_asymmetric_key(struct asymmetric_key *key)
+{
+       if (!key)
+               return;
+       RSA_free(key->rsa);
+       free(key);
+}
+
+int priv_decrypt(const char *key_file, unsigned char *outbuf,
+               unsigned char *inbuf, int inlen)
+{
+       struct asymmetric_key *priv;
+       int ret;
+
+       if (inlen < 0)
+               return -E_RSA;
+       ret = get_asymmetric_key(key_file, LOAD_PRIVATE_KEY, &priv);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+       /*
+        * RSA is vulnerable to timing attacks. Generate a random blinding
+        * factor to protect against this kind of attack.
+        */
+       ret = -E_BLINDING;
+       if (RSA_blinding_on(priv->rsa, NULL) == 0)
+               goto out;
+       ret = RSA_private_decrypt(inlen, inbuf, outbuf, priv->rsa,
+               RSA_PKCS1_OAEP_PADDING);
+       RSA_blinding_off(priv->rsa);
+       if (ret <= 0)
+               ret = -E_DECRYPT;
+out:
+       free_asymmetric_key(priv);
+       return ret;
+}
+
+int pub_encrypt(struct asymmetric_key *pub, unsigned char *inbuf,
+               unsigned len, unsigned char *outbuf)
+{
+       int ret, flen = len; /* RSA_public_encrypt expects a signed int */
+
+       if (flen < 0)
+               return -E_ENCRYPT;
+       ret = RSA_public_encrypt(flen, inbuf, outbuf, pub->rsa,
+               RSA_PKCS1_OAEP_PADDING);
+       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 {
+       bool use_aes;
+       union {
+               RC4_KEY rc4_key;
+               struct aes_ctr_128_context aes;
+       } context;
+};
+
+struct stream_cipher *sc_new(const unsigned char *data, int len,
+               bool use_aes)
+{
+       int ret;
+       struct stream_cipher *sc = para_malloc(sizeof(*sc));
+       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;
+}
+
+void sc_free(struct stream_cipher *sc)
 {
-       int ret = RSA_public_encrypt(len, inbuf, outbuf, rsa,
-               RSA_PKCS1_PADDING);
-       return ret < 0?  -E_ENCRYPT : ret;
+       free(sc);
 }
 
 /**
- * encrypt the given challenge number
- *
- * \param rsa: public rsa key
- * \param challenge_nr the number to be encrypted
- * \param outbuf the output buffer
- *
- * \a outbuf must be at least 64 bytes long
- *
- * \return The size of the encrypted data on success, negative on errors
- *
- * \sa para_encrypt_buffer()
- *
+ * The RC4() implementation of openssl apparently reads and writes data in
+ * blocks of 8 bytes. So we have to make sure our buffer sizes are a multiple
+ * of this.
  */
-int para_encrypt_challenge(RSA* rsa, long unsigned challenge_nr,
-       unsigned char *outbuf)
+#define RC4_ALIGN 8
+
+static void rc4_crypt(RC4_KEY *key, struct iovec *src, struct iovec *dst)
 {
-       unsigned char *inbuf = (unsigned char*) make_message("%lu", challenge_nr);
-       int ret = para_encrypt_buffer(rsa, inbuf, strlen((char *)inbuf), outbuf);
-       free(inbuf);
-       return ret;
+       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) {
+               unsigned char remainder[RC4_ALIGN] = "";
+               memcpy(remainder, src->iov_base + l1, len - l1);
+               RC4(key, len - l1, remainder, dst->iov_base + l1);
+       }
+       ((char *)dst->iov_base)[len] = '\0';
+}
+
+static void aes_ctr128_crypt(struct aes_ctr_128_context *aes, struct iovec *src,
+               struct iovec *dst)
+{
+       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';
 }
 
+void sc_crypt(struct stream_cipher *sc, struct iovec *src, struct iovec *dst)
+{
+       if (sc->use_aes)
+               return aes_ctr128_crypt(&sc->context.aes, src, dst);
+       return rc4_crypt(&sc->context.rc4_key, src, dst);
+}
+
+void hash_function(const char *data, unsigned long len, unsigned char *hash)
+{
+       SHA_CTX c;
+       SHA1_Init(&c);
+       SHA1_Update(&c, data, len);
+       SHA1_Final(hash, &c);
+}