]> andersk Git - gssapi-openssh.git/blob - openssh/kex.c
d2fa82925368856b925c3e8d183da2117464adc3
[gssapi-openssh.git] / openssh / kex.c
1 /* $OpenBSD: kex.c,v 1.79 2007/06/05 06:52:37 djm Exp $ */
2 /*
3  * Copyright (c) 2000, 2001 Markus Friedl.  All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
13  *
14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
15  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
16  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
17  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
18  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
19  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
20  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
21  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
22  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
23  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
24  */
25
26 #include "includes.h"
27
28 #include <sys/param.h>
29
30 #include <signal.h>
31 #include <stdarg.h>
32 #include <stdio.h>
33 #include <stdlib.h>
34 #include <string.h>
35
36 #include <openssl/crypto.h>
37
38 #include "xmalloc.h"
39 #include "ssh2.h"
40 #include "buffer.h"
41 #include "packet.h"
42 #include "compat.h"
43 #include "cipher.h"
44 #include "key.h"
45 #include "kex.h"
46 #include "log.h"
47 #include "mac.h"
48 #include "match.h"
49 #include "dispatch.h"
50 #include "monitor.h"
51
52 #ifdef GSSAPI
53 #include "ssh-gss.h"
54 #endif
55
56 #define KEX_COOKIE_LEN  16
57
58 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x00907000L
59 # if defined(HAVE_EVP_SHA256)
60 # define evp_ssh_sha256 EVP_sha256
61 # else
62 extern const EVP_MD *evp_ssh_sha256(void);
63 # endif
64 #endif
65
66 /* prototype */
67 static void kex_kexinit_finish(Kex *);
68 static void kex_choose_conf(Kex *);
69
70 /* put algorithm proposal into buffer */
71 /* used in sshconnect.c as well as kex.c */
72 void
73 kex_prop2buf(Buffer *b, char *proposal[PROPOSAL_MAX])
74 {
75         u_int i;
76
77         buffer_clear(b);
78         /*
79          * add a dummy cookie, the cookie will be overwritten by
80          * kex_send_kexinit(), each time a kexinit is set
81          */
82         for (i = 0; i < KEX_COOKIE_LEN; i++)
83                 buffer_put_char(b, 0);
84         for (i = 0; i < PROPOSAL_MAX; i++)
85                 buffer_put_cstring(b, proposal[i]);
86         buffer_put_char(b, 0);                  /* first_kex_packet_follows */
87         buffer_put_int(b, 0);                   /* uint32 reserved */
88 }
89
90 /* parse buffer and return algorithm proposal */
91 static char **
92 kex_buf2prop(Buffer *raw, int *first_kex_follows)
93 {
94         Buffer b;
95         u_int i;
96         char **proposal;
97
98         proposal = xcalloc(PROPOSAL_MAX, sizeof(char *));
99
100         buffer_init(&b);
101         buffer_append(&b, buffer_ptr(raw), buffer_len(raw));
102         /* skip cookie */
103         for (i = 0; i < KEX_COOKIE_LEN; i++)
104                 buffer_get_char(&b);
105         /* extract kex init proposal strings */
106         for (i = 0; i < PROPOSAL_MAX; i++) {
107                 proposal[i] = buffer_get_string(&b,NULL);
108                 debug2("kex_parse_kexinit: %s", proposal[i]);
109         }
110         /* first kex follows / reserved */
111         i = buffer_get_char(&b);
112         if (first_kex_follows != NULL)
113                 *first_kex_follows = i;
114         debug2("kex_parse_kexinit: first_kex_follows %d ", i);
115         i = buffer_get_int(&b);
116         debug2("kex_parse_kexinit: reserved %u ", i);
117         buffer_free(&b);
118         return proposal;
119 }
120
121 static void
122 kex_prop_free(char **proposal)
123 {
124         u_int i;
125
126         for (i = 0; i < PROPOSAL_MAX; i++)
127                 xfree(proposal[i]);
128         xfree(proposal);
129 }
130
131 /* ARGSUSED */
132 static void
133 kex_protocol_error(int type, u_int32_t seq, void *ctxt)
134 {
135         error("Hm, kex protocol error: type %d seq %u", type, seq);
136 }
137
138 static void
139 kex_reset_dispatch(void)
140 {
141         dispatch_range(SSH2_MSG_TRANSPORT_MIN,
142             SSH2_MSG_TRANSPORT_MAX, &kex_protocol_error);
143         dispatch_set(SSH2_MSG_KEXINIT, &kex_input_kexinit);
144 }
145
146 void
147 kex_finish(Kex *kex)
148 {
149         kex_reset_dispatch();
150
151         packet_start(SSH2_MSG_NEWKEYS);
152         packet_send();
153         /* packet_write_wait(); */
154         debug("SSH2_MSG_NEWKEYS sent");
155
156         debug("expecting SSH2_MSG_NEWKEYS");
157         packet_read_expect(SSH2_MSG_NEWKEYS);
158         packet_check_eom();
159         debug("SSH2_MSG_NEWKEYS received");
160
161         kex->done = 1;
162         buffer_clear(&kex->peer);
163         /* buffer_clear(&kex->my); */
164         kex->flags &= ~KEX_INIT_SENT;
165         xfree(kex->name);
166         kex->name = NULL;
167 }
168
169 void
170 kex_send_kexinit(Kex *kex)
171 {
172         u_int32_t rnd = 0;
173         u_char *cookie;
174         u_int i;
175
176         if (kex == NULL) {
177                 error("kex_send_kexinit: no kex, cannot rekey");
178                 return;
179         }
180         if (kex->flags & KEX_INIT_SENT) {
181                 debug("KEX_INIT_SENT");
182                 return;
183         }
184         kex->done = 0;
185
186         /* generate a random cookie */
187         if (buffer_len(&kex->my) < KEX_COOKIE_LEN)
188                 fatal("kex_send_kexinit: kex proposal too short");
189         cookie = buffer_ptr(&kex->my);
190         for (i = 0; i < KEX_COOKIE_LEN; i++) {
191                 if (i % 4 == 0)
192                         rnd = arc4random();
193                 cookie[i] = rnd;
194                 rnd >>= 8;
195         }
196         packet_start(SSH2_MSG_KEXINIT);
197         packet_put_raw(buffer_ptr(&kex->my), buffer_len(&kex->my));
198         packet_send();
199         debug("SSH2_MSG_KEXINIT sent");
200         kex->flags |= KEX_INIT_SENT;
201 }
202
203 /* ARGSUSED */
204 void
205 kex_input_kexinit(int type, u_int32_t seq, void *ctxt)
206 {
207         char *ptr;
208         u_int i, dlen;
209         Kex *kex = (Kex *)ctxt;
210
211         debug("SSH2_MSG_KEXINIT received");
212         if (kex == NULL)
213                 fatal("kex_input_kexinit: no kex, cannot rekey");
214
215         ptr = packet_get_raw(&dlen);
216         buffer_append(&kex->peer, ptr, dlen);
217
218         /* discard packet */
219         for (i = 0; i < KEX_COOKIE_LEN; i++)
220                 packet_get_char();
221         for (i = 0; i < PROPOSAL_MAX; i++)
222                 xfree(packet_get_string(NULL));
223         (void) packet_get_char();
224         (void) packet_get_int();
225         packet_check_eom();
226
227         kex_kexinit_finish(kex);
228 }
229
230 Kex *
231 kex_setup(char *proposal[PROPOSAL_MAX])
232 {
233         Kex *kex;
234
235         kex = xcalloc(1, sizeof(*kex));
236         buffer_init(&kex->peer);
237         buffer_init(&kex->my);
238         kex_prop2buf(&kex->my, proposal);
239         kex->done = 0;
240
241         kex_send_kexinit(kex);                                  /* we start */
242         kex_reset_dispatch();
243
244         return kex;
245 }
246
247 static void
248 kex_kexinit_finish(Kex *kex)
249 {
250         if (!(kex->flags & KEX_INIT_SENT))
251                 kex_send_kexinit(kex);
252
253         kex_choose_conf(kex);
254
255         if (kex->kex_type >= 0 && kex->kex_type < KEX_MAX &&
256             kex->kex[kex->kex_type] != NULL) {
257                 (kex->kex[kex->kex_type])(kex);
258         } else {
259                 fatal("Unsupported key exchange %d", kex->kex_type);
260         }
261 }
262
263 static void
264 choose_enc(Enc *enc, char *client, char *server)
265 {
266         char *name = match_list(client, server, NULL);
267         if (name == NULL)
268                 fatal("no matching cipher found: client %s server %s",
269                     client, server);
270         if ((enc->cipher = cipher_by_name(name)) == NULL)
271                 fatal("matching cipher is not supported: %s", name);
272         enc->name = name;
273         enc->enabled = 0;
274         enc->iv = NULL;
275         enc->key = NULL;
276         enc->key_len = cipher_keylen(enc->cipher);
277         enc->block_size = cipher_blocksize(enc->cipher);
278 }
279
280 static void
281 choose_mac(Mac *mac, char *client, char *server)
282 {
283         char *name = match_list(client, server, NULL);
284         if (name == NULL)
285                 fatal("no matching mac found: client %s server %s",
286                     client, server);
287         if (mac_setup(mac, name) < 0)
288                 fatal("unsupported mac %s", name);
289         /* truncate the key */
290         if (datafellows & SSH_BUG_HMAC)
291                 mac->key_len = 16;
292         mac->name = name;
293         mac->key = NULL;
294         mac->enabled = 0;
295 }
296
297 static void
298 choose_comp(Comp *comp, char *client, char *server)
299 {
300         char *name = match_list(client, server, NULL);
301         if (name == NULL)
302                 fatal("no matching comp found: client %s server %s", client, server);
303         if (strcmp(name, "zlib@openssh.com") == 0) {
304                 comp->type = COMP_DELAYED;
305         } else if (strcmp(name, "zlib") == 0) {
306                 comp->type = COMP_ZLIB;
307         } else if (strcmp(name, "none") == 0) {
308                 comp->type = COMP_NONE;
309         } else {
310                 fatal("unsupported comp %s", name);
311         }
312         comp->name = name;
313 }
314
315 static void
316 choose_kex(Kex *k, char *client, char *server)
317 {
318         k->name = match_list(client, server, NULL);
319         if (k->name == NULL)
320                 fatal("Unable to negotiate a key exchange method");
321         if (strcmp(k->name, KEX_DH1) == 0) {
322                 k->kex_type = KEX_DH_GRP1_SHA1;
323                 k->evp_md = EVP_sha1();
324         } else if (strcmp(k->name, KEX_DH14) == 0) {
325                 k->kex_type = KEX_DH_GRP14_SHA1;
326                 k->evp_md = EVP_sha1();
327         } else if (strcmp(k->name, KEX_DHGEX_SHA1) == 0) {
328                 k->kex_type = KEX_DH_GEX_SHA1;
329                 k->evp_md = EVP_sha1();
330 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x00907000L
331         } else if (strcmp(k->name, KEX_DHGEX_SHA256) == 0) {
332                 k->kex_type = KEX_DH_GEX_SHA256;
333                 k->evp_md = evp_ssh_sha256();
334 #endif
335 #ifdef GSSAPI
336         } else if (strncmp(k->name, KEX_GSS_GEX_SHA1_ID,
337             sizeof(KEX_GSS_GEX_SHA1_ID) - 1) == 0) {
338                 k->kex_type = KEX_GSS_GEX_SHA1;
339                 k->evp_md = EVP_sha1();
340         } else if (strncmp(k->name, KEX_GSS_GRP1_SHA1_ID,
341             sizeof(KEX_GSS_GRP1_SHA1_ID) - 1) == 0) {
342                 k->kex_type = KEX_GSS_GRP1_SHA1;
343                 k->evp_md = EVP_sha1();
344         } else if (strncmp(k->name, KEX_GSS_GRP14_SHA1_ID,
345             sizeof(KEX_GSS_GRP14_SHA1_ID) - 1) == 0) {
346                 k->kex_type = KEX_GSS_GRP14_SHA1;
347                 k->evp_md = EVP_sha1();
348 #endif
349         } else
350                 fatal("bad kex alg %s", k->name);
351 }
352
353 static void
354 choose_hostkeyalg(Kex *k, char *client, char *server)
355 {
356         char *hostkeyalg = match_list(client, server, NULL);
357         if (hostkeyalg == NULL)
358                 fatal("no hostkey alg");
359         k->hostkey_type = key_type_from_name(hostkeyalg);
360         if (k->hostkey_type == KEY_UNSPEC)
361                 fatal("bad hostkey alg '%s'", hostkeyalg);
362         xfree(hostkeyalg);
363 }
364
365 static int
366 proposals_match(char *my[PROPOSAL_MAX], char *peer[PROPOSAL_MAX])
367 {
368         static int check[] = {
369                 PROPOSAL_KEX_ALGS, PROPOSAL_SERVER_HOST_KEY_ALGS, -1
370         };
371         int *idx;
372         char *p;
373
374         for (idx = &check[0]; *idx != -1; idx++) {
375                 if ((p = strchr(my[*idx], ',')) != NULL)
376                         *p = '\0';
377                 if ((p = strchr(peer[*idx], ',')) != NULL)
378                         *p = '\0';
379                 if (strcmp(my[*idx], peer[*idx]) != 0) {
380                         debug2("proposal mismatch: my %s peer %s",
381                             my[*idx], peer[*idx]);
382                         return (0);
383                 }
384         }
385         debug2("proposals match");
386         return (1);
387 }
388
389 static void
390 kex_choose_conf(Kex *kex)
391 {
392         Newkeys *newkeys;
393         char **my, **peer;
394         char **cprop, **sprop;
395         int nenc, nmac, ncomp;
396         u_int mode, ctos, need;
397         int first_kex_follows, type;
398
399         int auth_flag;
400
401         auth_flag = packet_authentication_state();
402
403         debug ("AUTH STATE IS %d", auth_flag);
404
405         my   = kex_buf2prop(&kex->my, NULL);
406         peer = kex_buf2prop(&kex->peer, &first_kex_follows);
407
408         if (kex->server) {
409                 cprop=peer;
410                 sprop=my;
411         } else {
412                 cprop=my;
413                 sprop=peer;
414         }
415
416         /* Algorithm Negotiation */
417         for (mode = 0; mode < MODE_MAX; mode++) {
418                 newkeys = xcalloc(1, sizeof(*newkeys));
419                 kex->newkeys[mode] = newkeys;
420                 ctos = (!kex->server && mode == MODE_OUT) ||
421                     (kex->server && mode == MODE_IN);
422                 nenc  = ctos ? PROPOSAL_ENC_ALGS_CTOS  : PROPOSAL_ENC_ALGS_STOC;
423                 nmac  = ctos ? PROPOSAL_MAC_ALGS_CTOS  : PROPOSAL_MAC_ALGS_STOC;
424                 ncomp = ctos ? PROPOSAL_COMP_ALGS_CTOS : PROPOSAL_COMP_ALGS_STOC;
425                 choose_enc (&newkeys->enc,  cprop[nenc],  sprop[nenc]);
426                 choose_mac (&newkeys->mac,  cprop[nmac],  sprop[nmac]);
427                 choose_comp(&newkeys->comp, cprop[ncomp], sprop[ncomp]);
428                 debug("REQUESTED ENC.NAME is '%s'", newkeys->enc.name);
429                 if (strcmp(newkeys->enc.name, "none") == 0) {
430                                 debug("Requesting NONE. Authflag is %d", auth_flag);                    
431                         if (auth_flag == 1) {
432                                 debug("None requested post authentication.");
433                         } else {
434                                 fatal("Pre-authentication none cipher requests are not allowed.");
435                         }
436                 } 
437                 debug("kex: %s %s %s %s",
438                     ctos ? "client->server" : "server->client",
439                     newkeys->enc.name,
440                     newkeys->mac.name,
441                     newkeys->comp.name);
442         }
443         choose_kex(kex, cprop[PROPOSAL_KEX_ALGS], sprop[PROPOSAL_KEX_ALGS]);
444         choose_hostkeyalg(kex, cprop[PROPOSAL_SERVER_HOST_KEY_ALGS],
445             sprop[PROPOSAL_SERVER_HOST_KEY_ALGS]);
446         need = 0;
447         for (mode = 0; mode < MODE_MAX; mode++) {
448                 newkeys = kex->newkeys[mode];
449                 if (need < newkeys->enc.key_len)
450                         need = newkeys->enc.key_len;
451                 if (need < newkeys->enc.block_size)
452                         need = newkeys->enc.block_size;
453                 if (need < newkeys->mac.key_len)
454                         need = newkeys->mac.key_len;
455         }
456         /* XXX need runden? */
457         kex->we_need = need;
458
459         /* ignore the next message if the proposals do not match */
460         if (first_kex_follows && !proposals_match(my, peer) &&
461             !(datafellows & SSH_BUG_FIRSTKEX)) {
462                 type = packet_read();
463                 debug2("skipping next packet (type %u)", type);
464         }
465
466         kex_prop_free(my);
467         kex_prop_free(peer);
468 }
469
470 static u_char *
471 derive_key(Kex *kex, int id, u_int need, u_char *hash, u_int hashlen,
472     BIGNUM *shared_secret)
473 {
474         Buffer b;
475         EVP_MD_CTX md;
476         char c = id;
477         u_int have;
478         int mdsz;
479         u_char *digest;
480
481         if ((mdsz = EVP_MD_size(kex->evp_md)) <= 0)
482                 fatal("bad kex md size %d", mdsz);
483         digest = xmalloc(roundup(need, mdsz));
484
485         buffer_init(&b);
486         buffer_put_bignum2(&b, shared_secret);
487
488         /* K1 = HASH(K || H || "A" || session_id) */
489         EVP_DigestInit(&md, kex->evp_md);
490         if (!(datafellows & SSH_BUG_DERIVEKEY))
491                 EVP_DigestUpdate(&md, buffer_ptr(&b), buffer_len(&b));
492         EVP_DigestUpdate(&md, hash, hashlen);
493         EVP_DigestUpdate(&md, &c, 1);
494         EVP_DigestUpdate(&md, kex->session_id, kex->session_id_len);
495         EVP_DigestFinal(&md, digest, NULL);
496
497         /*
498          * expand key:
499          * Kn = HASH(K || H || K1 || K2 || ... || Kn-1)
500          * Key = K1 || K2 || ... || Kn
501          */
502         for (have = mdsz; need > have; have += mdsz) {
503                 EVP_DigestInit(&md, kex->evp_md);
504                 if (!(datafellows & SSH_BUG_DERIVEKEY))
505                         EVP_DigestUpdate(&md, buffer_ptr(&b), buffer_len(&b));
506                 EVP_DigestUpdate(&md, hash, hashlen);
507                 EVP_DigestUpdate(&md, digest, have);
508                 EVP_DigestFinal(&md, digest + have, NULL);
509         }
510         buffer_free(&b);
511 #ifdef DEBUG_KEX
512         fprintf(stderr, "key '%c'== ", c);
513         dump_digest("key", digest, need);
514 #endif
515         return digest;
516 }
517
518 Newkeys *current_keys[MODE_MAX];
519
520 #define NKEYS   6
521 void
522 kex_derive_keys(Kex *kex, u_char *hash, u_int hashlen, BIGNUM *shared_secret)
523 {
524         u_char *keys[NKEYS];
525         u_int i, mode, ctos;
526
527         for (i = 0; i < NKEYS; i++) {
528                 keys[i] = derive_key(kex, 'A'+i, kex->we_need, hash, hashlen,
529                     shared_secret);
530         }
531
532         debug2("kex_derive_keys");
533         for (mode = 0; mode < MODE_MAX; mode++) {
534                 current_keys[mode] = kex->newkeys[mode];
535                 kex->newkeys[mode] = NULL;
536                 ctos = (!kex->server && mode == MODE_OUT) ||
537                     (kex->server && mode == MODE_IN);
538                 current_keys[mode]->enc.iv  = keys[ctos ? 0 : 1];
539                 current_keys[mode]->enc.key = keys[ctos ? 2 : 3];
540                 current_keys[mode]->mac.key = keys[ctos ? 4 : 5];
541         }
542 }
543
544 Newkeys *
545 kex_get_newkeys(int mode)
546 {
547         Newkeys *ret;
548
549         ret = current_keys[mode];
550         current_keys[mode] = NULL;
551         return ret;
552 }
553
554 void
555 derive_ssh1_session_id(BIGNUM *host_modulus, BIGNUM *server_modulus,
556     u_int8_t cookie[8], u_int8_t id[16])
557 {
558         const EVP_MD *evp_md = EVP_md5();
559         EVP_MD_CTX md;
560         u_int8_t nbuf[2048], obuf[EVP_MAX_MD_SIZE];
561         int len;
562
563         EVP_DigestInit(&md, evp_md);
564
565         len = BN_num_bytes(host_modulus);
566         if (len < (512 / 8) || (u_int)len > sizeof(nbuf))
567                 fatal("%s: bad host modulus (len %d)", __func__, len);
568         BN_bn2bin(host_modulus, nbuf);
569         EVP_DigestUpdate(&md, nbuf, len);
570
571         len = BN_num_bytes(server_modulus);
572         if (len < (512 / 8) || (u_int)len > sizeof(nbuf))
573                 fatal("%s: bad server modulus (len %d)", __func__, len);
574         BN_bn2bin(server_modulus, nbuf);
575         EVP_DigestUpdate(&md, nbuf, len);
576
577         EVP_DigestUpdate(&md, cookie, 8);
578
579         EVP_DigestFinal(&md, obuf, NULL);
580         memcpy(id, obuf, 16);
581
582         memset(nbuf, 0, sizeof(nbuf));
583         memset(obuf, 0, sizeof(obuf));
584         memset(&md, 0, sizeof(md));
585 }
586
587 #if defined(DEBUG_KEX) || defined(DEBUG_KEXDH)
588 void
589 dump_digest(char *msg, u_char *digest, int len)
590 {
591         u_int i;
592
593         fprintf(stderr, "%s\n", msg);
594         for (i = 0; i < len; i++) {
595                 fprintf(stderr, "%02x", digest[i]);
596                 if (i%32 == 31)
597                         fprintf(stderr, "\n");
598                 else if (i%8 == 7)
599                         fprintf(stderr, " ");
600         }
601         fprintf(stderr, "\n");
602 }
603 #endif
This page took 0.278511 seconds and 3 git commands to generate.