]> andersk Git - gssapi-openssh.git/blob - openssh/kex.c
update to http://www.psc.edu/networking/projects/hpn-ssh/openssh-4.7p1-hpn13v1.diff.gz
[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 #include "canohost.h"
52
53 #ifdef GSSAPI
54 #include "ssh-gss.h"
55 #endif
56
57 #define KEX_COOKIE_LEN  16
58
59 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x00907000L
60 # if defined(HAVE_EVP_SHA256)
61 # define evp_ssh_sha256 EVP_sha256
62 # else
63 extern const EVP_MD *evp_ssh_sha256(void);
64 # endif
65 #endif
66
67 /* prototype */
68 static void kex_kexinit_finish(Kex *);
69 static void kex_choose_conf(Kex *);
70
71 /* put algorithm proposal into buffer */
72 /* used in sshconnect.c as well as kex.c */
73 void
74 kex_prop2buf(Buffer *b, char *proposal[PROPOSAL_MAX])
75 {
76         u_int i;
77
78         buffer_clear(b);
79         /*
80          * add a dummy cookie, the cookie will be overwritten by
81          * kex_send_kexinit(), each time a kexinit is set
82          */
83         for (i = 0; i < KEX_COOKIE_LEN; i++)
84                 buffer_put_char(b, 0);
85         for (i = 0; i < PROPOSAL_MAX; i++)
86                 buffer_put_cstring(b, proposal[i]);
87         buffer_put_char(b, 0);                  /* first_kex_packet_follows */
88         buffer_put_int(b, 0);                   /* uint32 reserved */
89 }
90
91 /* parse buffer and return algorithm proposal */
92 static char **
93 kex_buf2prop(Buffer *raw, int *first_kex_follows)
94 {
95         Buffer b;
96         u_int i;
97         char **proposal;
98
99         proposal = xcalloc(PROPOSAL_MAX, sizeof(char *));
100
101         buffer_init(&b);
102         buffer_append(&b, buffer_ptr(raw), buffer_len(raw));
103         /* skip cookie */
104         for (i = 0; i < KEX_COOKIE_LEN; i++)
105                 buffer_get_char(&b);
106         /* extract kex init proposal strings */
107         for (i = 0; i < PROPOSAL_MAX; i++) {
108                 proposal[i] = buffer_get_string(&b,NULL);
109                 debug2("kex_parse_kexinit: %s", proposal[i]);
110         }
111         /* first kex follows / reserved */
112         i = buffer_get_char(&b);
113         if (first_kex_follows != NULL)
114                 *first_kex_follows = i;
115         debug2("kex_parse_kexinit: first_kex_follows %d ", i);
116         i = buffer_get_int(&b);
117         debug2("kex_parse_kexinit: reserved %u ", i);
118         buffer_free(&b);
119         return proposal;
120 }
121
122 static void
123 kex_prop_free(char **proposal)
124 {
125         u_int i;
126
127         for (i = 0; i < PROPOSAL_MAX; i++)
128                 xfree(proposal[i]);
129         xfree(proposal);
130 }
131
132 /* ARGSUSED */
133 static void
134 kex_protocol_error(int type, u_int32_t seq, void *ctxt)
135 {
136         error("Hm, kex protocol error: type %d seq %u", type, seq);
137 }
138
139 static void
140 kex_reset_dispatch(void)
141 {
142         dispatch_range(SSH2_MSG_TRANSPORT_MIN,
143             SSH2_MSG_TRANSPORT_MAX, &kex_protocol_error);
144         dispatch_set(SSH2_MSG_KEXINIT, &kex_input_kexinit);
145 }
146
147 void
148 kex_finish(Kex *kex)
149 {
150         kex_reset_dispatch();
151
152         packet_start(SSH2_MSG_NEWKEYS);
153         packet_send();
154         /* packet_write_wait(); */
155         debug("SSH2_MSG_NEWKEYS sent");
156
157         debug("expecting SSH2_MSG_NEWKEYS");
158         packet_read_expect(SSH2_MSG_NEWKEYS);
159         packet_check_eom();
160         debug("SSH2_MSG_NEWKEYS received");
161
162         kex->done = 1;
163         buffer_clear(&kex->peer);
164         /* buffer_clear(&kex->my); */
165         kex->flags &= ~KEX_INIT_SENT;
166         xfree(kex->name);
167         kex->name = NULL;
168 }
169
170 void
171 kex_send_kexinit(Kex *kex)
172 {
173         u_int32_t rnd = 0;
174         u_char *cookie;
175         u_int i;
176
177         if (kex == NULL) {
178                 error("kex_send_kexinit: no kex, cannot rekey");
179                 return;
180         }
181         if (kex->flags & KEX_INIT_SENT) {
182                 debug("KEX_INIT_SENT");
183                 return;
184         }
185         kex->done = 0;
186
187         /* generate a random cookie */
188         if (buffer_len(&kex->my) < KEX_COOKIE_LEN)
189                 fatal("kex_send_kexinit: kex proposal too short");
190         cookie = buffer_ptr(&kex->my);
191         for (i = 0; i < KEX_COOKIE_LEN; i++) {
192                 if (i % 4 == 0)
193                         rnd = arc4random();
194                 cookie[i] = rnd;
195                 rnd >>= 8;
196         }
197         packet_start(SSH2_MSG_KEXINIT);
198         packet_put_raw(buffer_ptr(&kex->my), buffer_len(&kex->my));
199         packet_send();
200         debug("SSH2_MSG_KEXINIT sent");
201         kex->flags |= KEX_INIT_SENT;
202 }
203
204 /* ARGSUSED */
205 void
206 kex_input_kexinit(int type, u_int32_t seq, void *ctxt)
207 {
208         char *ptr;
209         u_int i, dlen;
210         Kex *kex = (Kex *)ctxt;
211
212         debug("SSH2_MSG_KEXINIT received");
213         if (kex == NULL)
214                 fatal("kex_input_kexinit: no kex, cannot rekey");
215
216         ptr = packet_get_raw(&dlen);
217         buffer_append(&kex->peer, ptr, dlen);
218
219         /* discard packet */
220         for (i = 0; i < KEX_COOKIE_LEN; i++)
221                 packet_get_char();
222         for (i = 0; i < PROPOSAL_MAX; i++)
223                 xfree(packet_get_string(NULL));
224         (void) packet_get_char();
225         (void) packet_get_int();
226         packet_check_eom();
227
228         kex_kexinit_finish(kex);
229 }
230
231 Kex *
232 kex_setup(char *proposal[PROPOSAL_MAX])
233 {
234         Kex *kex;
235
236         kex = xcalloc(1, sizeof(*kex));
237         buffer_init(&kex->peer);
238         buffer_init(&kex->my);
239         kex_prop2buf(&kex->my, proposal);
240         kex->done = 0;
241
242         kex_send_kexinit(kex);                                  /* we start */
243         kex_reset_dispatch();
244
245         return kex;
246 }
247
248 static void
249 kex_kexinit_finish(Kex *kex)
250 {
251         if (!(kex->flags & KEX_INIT_SENT))
252                 kex_send_kexinit(kex);
253
254         kex_choose_conf(kex);
255
256         if (kex->kex_type >= 0 && kex->kex_type < KEX_MAX &&
257             kex->kex[kex->kex_type] != NULL) {
258                 (kex->kex[kex->kex_type])(kex);
259         } else {
260                 fatal("Unsupported key exchange %d", kex->kex_type);
261         }
262 }
263
264 static void
265 choose_enc(Enc *enc, char *client, char *server)
266 {
267         char *name = match_list(client, server, NULL);
268         if (name == NULL)
269                 fatal("no matching cipher found: client %s server %s",
270                     client, server);
271         if ((enc->cipher = cipher_by_name(name)) == NULL)
272                 fatal("matching cipher is not supported: %s", name);
273         enc->name = name;
274         enc->enabled = 0;
275         enc->iv = NULL;
276         enc->key = NULL;
277         enc->key_len = cipher_keylen(enc->cipher);
278         enc->block_size = cipher_blocksize(enc->cipher);
279 }
280
281 static void
282 choose_mac(Mac *mac, char *client, char *server)
283 {
284         char *name = match_list(client, server, NULL);
285         if (name == NULL)
286                 fatal("no matching mac found: client %s server %s",
287                     client, server);
288         if (mac_setup(mac, name) < 0)
289                 fatal("unsupported mac %s", name);
290         /* truncate the key */
291         if (datafellows & SSH_BUG_HMAC)
292                 mac->key_len = 16;
293         mac->name = name;
294         mac->key = NULL;
295         mac->enabled = 0;
296 }
297
298 static void
299 choose_comp(Comp *comp, char *client, char *server)
300 {
301         char *name = match_list(client, server, NULL);
302         if (name == NULL)
303                 fatal("no matching comp found: client %s server %s", client, server);
304         if (strcmp(name, "zlib@openssh.com") == 0) {
305                 comp->type = COMP_DELAYED;
306         } else if (strcmp(name, "zlib") == 0) {
307                 comp->type = COMP_ZLIB;
308         } else if (strcmp(name, "none") == 0) {
309                 comp->type = COMP_NONE;
310         } else {
311                 fatal("unsupported comp %s", name);
312         }
313         comp->name = name;
314 }
315
316 static void
317 choose_kex(Kex *k, char *client, char *server)
318 {
319         k->name = match_list(client, server, NULL);
320         if (k->name == NULL)
321                 fatal("Unable to negotiate a key exchange method");
322         if (strcmp(k->name, KEX_DH1) == 0) {
323                 k->kex_type = KEX_DH_GRP1_SHA1;
324                 k->evp_md = EVP_sha1();
325         } else if (strcmp(k->name, KEX_DH14) == 0) {
326                 k->kex_type = KEX_DH_GRP14_SHA1;
327                 k->evp_md = EVP_sha1();
328         } else if (strcmp(k->name, KEX_DHGEX_SHA1) == 0) {
329                 k->kex_type = KEX_DH_GEX_SHA1;
330                 k->evp_md = EVP_sha1();
331 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x00907000L
332         } else if (strcmp(k->name, KEX_DHGEX_SHA256) == 0) {
333                 k->kex_type = KEX_DH_GEX_SHA256;
334                 k->evp_md = evp_ssh_sha256();
335 #endif
336 #ifdef GSSAPI
337         } else if (strncmp(k->name, KEX_GSS_GEX_SHA1_ID,
338             sizeof(KEX_GSS_GEX_SHA1_ID) - 1) == 0) {
339                 k->kex_type = KEX_GSS_GEX_SHA1;
340                 k->evp_md = EVP_sha1();
341         } else if (strncmp(k->name, KEX_GSS_GRP1_SHA1_ID,
342             sizeof(KEX_GSS_GRP1_SHA1_ID) - 1) == 0) {
343                 k->kex_type = KEX_GSS_GRP1_SHA1;
344                 k->evp_md = EVP_sha1();
345         } else if (strncmp(k->name, KEX_GSS_GRP14_SHA1_ID,
346             sizeof(KEX_GSS_GRP14_SHA1_ID) - 1) == 0) {
347                 k->kex_type = KEX_GSS_GRP14_SHA1;
348                 k->evp_md = EVP_sha1();
349 #endif
350         } else
351                 fatal("bad kex alg %s", k->name);
352 }
353
354 static void
355 choose_hostkeyalg(Kex *k, char *client, char *server)
356 {
357         char *hostkeyalg = match_list(client, server, NULL);
358         if (hostkeyalg == NULL)
359                 fatal("no hostkey alg");
360         k->hostkey_type = key_type_from_name(hostkeyalg);
361         if (k->hostkey_type == KEY_UNSPEC)
362                 fatal("bad hostkey alg '%s'", hostkeyalg);
363         xfree(hostkeyalg);
364 }
365
366 static int
367 proposals_match(char *my[PROPOSAL_MAX], char *peer[PROPOSAL_MAX])
368 {
369         static int check[] = {
370                 PROPOSAL_KEX_ALGS, PROPOSAL_SERVER_HOST_KEY_ALGS, -1
371         };
372         int *idx;
373         char *p;
374
375         for (idx = &check[0]; *idx != -1; idx++) {
376                 if ((p = strchr(my[*idx], ',')) != NULL)
377                         *p = '\0';
378                 if ((p = strchr(peer[*idx], ',')) != NULL)
379                         *p = '\0';
380                 if (strcmp(my[*idx], peer[*idx]) != 0) {
381                         debug2("proposal mismatch: my %s peer %s",
382                             my[*idx], peer[*idx]);
383                         return (0);
384                 }
385         }
386         debug2("proposals match");
387         return (1);
388 }
389
390 static void
391 kex_choose_conf(Kex *kex)
392 {
393         Newkeys *newkeys;
394         char **my, **peer;
395         char **cprop, **sprop;
396         int nenc, nmac, ncomp;
397         u_int mode, ctos, need;
398         int first_kex_follows, type;
399         int log_flag = 0;
400
401         int auth_flag;
402
403         auth_flag = packet_authentication_state();
404
405         debug ("AUTH STATE IS %d", auth_flag);
406
407         my   = kex_buf2prop(&kex->my, NULL);
408         peer = kex_buf2prop(&kex->peer, &first_kex_follows);
409
410         if (kex->server) {
411                 cprop=peer;
412                 sprop=my;
413         } else {
414                 cprop=my;
415                 sprop=peer;
416         }
417
418         /* Algorithm Negotiation */
419         for (mode = 0; mode < MODE_MAX; mode++) {
420                 newkeys = xcalloc(1, sizeof(*newkeys));
421                 kex->newkeys[mode] = newkeys;
422                 ctos = (!kex->server && mode == MODE_OUT) ||
423                     (kex->server && mode == MODE_IN);
424                 nenc  = ctos ? PROPOSAL_ENC_ALGS_CTOS  : PROPOSAL_ENC_ALGS_STOC;
425                 nmac  = ctos ? PROPOSAL_MAC_ALGS_CTOS  : PROPOSAL_MAC_ALGS_STOC;
426                 ncomp = ctos ? PROPOSAL_COMP_ALGS_CTOS : PROPOSAL_COMP_ALGS_STOC;
427                 choose_enc (&newkeys->enc,  cprop[nenc],  sprop[nenc]);
428                 choose_mac (&newkeys->mac,  cprop[nmac],  sprop[nmac]);
429                 choose_comp(&newkeys->comp, cprop[ncomp], sprop[ncomp]);
430                 debug("REQUESTED ENC.NAME is '%s'", newkeys->enc.name);
431                 if (strcmp(newkeys->enc.name, "none") == 0) {
432                                 debug("Requesting NONE. Authflag is %d", auth_flag);                    
433                         if (auth_flag == 1) {
434                                 debug("None requested post authentication.");
435                         } else {
436                                 fatal("Pre-authentication none cipher requests are not allowed.");
437                         }
438                 } 
439                 debug("kex: %s %s %s %s",
440                     ctos ? "client->server" : "server->client",
441                     newkeys->enc.name,
442                     newkeys->mac.name,
443                     newkeys->comp.name);
444                 /* client starts withctos = 0 && log flag = 0 and no log*/
445                 /* 2nd client pass ctos=1 and flag = 1 so no log*/
446                 /* server starts with ctos =1 && log_flag = 0 so log */
447                 /* 2nd sever pass ctos = 1 && log flag = 1 so no log*/
448                 /* -cjr*/
449                 if (ctos && !log_flag) {
450                         logit("SSH: Server;Ltype: Kex;Remote: %s-%d;Enc: %s;MAC: %s;Comp: %s",
451                               get_remote_ipaddr(),
452                               get_remote_port(),
453                               newkeys->enc.name,
454                               newkeys->mac.name,
455                               newkeys->comp.name);
456                 }
457                 log_flag = 1;
458         }
459         choose_kex(kex, cprop[PROPOSAL_KEX_ALGS], sprop[PROPOSAL_KEX_ALGS]);
460         choose_hostkeyalg(kex, cprop[PROPOSAL_SERVER_HOST_KEY_ALGS],
461             sprop[PROPOSAL_SERVER_HOST_KEY_ALGS]);
462         need = 0;
463         for (mode = 0; mode < MODE_MAX; mode++) {
464                 newkeys = kex->newkeys[mode];
465                 if (need < newkeys->enc.key_len)
466                         need = newkeys->enc.key_len;
467                 if (need < newkeys->enc.block_size)
468                         need = newkeys->enc.block_size;
469                 if (need < newkeys->mac.key_len)
470                         need = newkeys->mac.key_len;
471         }
472         /* XXX need runden? */
473         kex->we_need = need;
474
475         /* ignore the next message if the proposals do not match */
476         if (first_kex_follows && !proposals_match(my, peer) &&
477             !(datafellows & SSH_BUG_FIRSTKEX)) {
478                 type = packet_read();
479                 debug2("skipping next packet (type %u)", type);
480         }
481
482         kex_prop_free(my);
483         kex_prop_free(peer);
484 }
485
486 static u_char *
487 derive_key(Kex *kex, int id, u_int need, u_char *hash, u_int hashlen,
488     BIGNUM *shared_secret)
489 {
490         Buffer b;
491         EVP_MD_CTX md;
492         char c = id;
493         u_int have;
494         int mdsz;
495         u_char *digest;
496
497         if ((mdsz = EVP_MD_size(kex->evp_md)) <= 0)
498                 fatal("bad kex md size %d", mdsz);
499         digest = xmalloc(roundup(need, mdsz));
500
501         buffer_init(&b);
502         buffer_put_bignum2(&b, shared_secret);
503
504         /* K1 = HASH(K || H || "A" || session_id) */
505         EVP_DigestInit(&md, kex->evp_md);
506         if (!(datafellows & SSH_BUG_DERIVEKEY))
507                 EVP_DigestUpdate(&md, buffer_ptr(&b), buffer_len(&b));
508         EVP_DigestUpdate(&md, hash, hashlen);
509         EVP_DigestUpdate(&md, &c, 1);
510         EVP_DigestUpdate(&md, kex->session_id, kex->session_id_len);
511         EVP_DigestFinal(&md, digest, NULL);
512
513         /*
514          * expand key:
515          * Kn = HASH(K || H || K1 || K2 || ... || Kn-1)
516          * Key = K1 || K2 || ... || Kn
517          */
518         for (have = mdsz; need > have; have += mdsz) {
519                 EVP_DigestInit(&md, kex->evp_md);
520                 if (!(datafellows & SSH_BUG_DERIVEKEY))
521                         EVP_DigestUpdate(&md, buffer_ptr(&b), buffer_len(&b));
522                 EVP_DigestUpdate(&md, hash, hashlen);
523                 EVP_DigestUpdate(&md, digest, have);
524                 EVP_DigestFinal(&md, digest + have, NULL);
525         }
526         buffer_free(&b);
527 #ifdef DEBUG_KEX
528         fprintf(stderr, "key '%c'== ", c);
529         dump_digest("key", digest, need);
530 #endif
531         return digest;
532 }
533
534 Newkeys *current_keys[MODE_MAX];
535
536 #define NKEYS   6
537 void
538 kex_derive_keys(Kex *kex, u_char *hash, u_int hashlen, BIGNUM *shared_secret)
539 {
540         u_char *keys[NKEYS];
541         u_int i, mode, ctos;
542
543         for (i = 0; i < NKEYS; i++) {
544                 keys[i] = derive_key(kex, 'A'+i, kex->we_need, hash, hashlen,
545                     shared_secret);
546         }
547
548         debug2("kex_derive_keys");
549         for (mode = 0; mode < MODE_MAX; mode++) {
550                 current_keys[mode] = kex->newkeys[mode];
551                 kex->newkeys[mode] = NULL;
552                 ctos = (!kex->server && mode == MODE_OUT) ||
553                     (kex->server && mode == MODE_IN);
554                 current_keys[mode]->enc.iv  = keys[ctos ? 0 : 1];
555                 current_keys[mode]->enc.key = keys[ctos ? 2 : 3];
556                 current_keys[mode]->mac.key = keys[ctos ? 4 : 5];
557         }
558 }
559
560 Newkeys *
561 kex_get_newkeys(int mode)
562 {
563         Newkeys *ret;
564
565         ret = current_keys[mode];
566         current_keys[mode] = NULL;
567         return ret;
568 }
569
570 void
571 derive_ssh1_session_id(BIGNUM *host_modulus, BIGNUM *server_modulus,
572     u_int8_t cookie[8], u_int8_t id[16])
573 {
574         const EVP_MD *evp_md = EVP_md5();
575         EVP_MD_CTX md;
576         u_int8_t nbuf[2048], obuf[EVP_MAX_MD_SIZE];
577         int len;
578
579         EVP_DigestInit(&md, evp_md);
580
581         len = BN_num_bytes(host_modulus);
582         if (len < (512 / 8) || (u_int)len > sizeof(nbuf))
583                 fatal("%s: bad host modulus (len %d)", __func__, len);
584         BN_bn2bin(host_modulus, nbuf);
585         EVP_DigestUpdate(&md, nbuf, len);
586
587         len = BN_num_bytes(server_modulus);
588         if (len < (512 / 8) || (u_int)len > sizeof(nbuf))
589                 fatal("%s: bad server modulus (len %d)", __func__, len);
590         BN_bn2bin(server_modulus, nbuf);
591         EVP_DigestUpdate(&md, nbuf, len);
592
593         EVP_DigestUpdate(&md, cookie, 8);
594
595         EVP_DigestFinal(&md, obuf, NULL);
596         memcpy(id, obuf, 16);
597
598         memset(nbuf, 0, sizeof(nbuf));
599         memset(obuf, 0, sizeof(obuf));
600         memset(&md, 0, sizeof(md));
601 }
602
603 #if defined(DEBUG_KEX) || defined(DEBUG_KEXDH)
604 void
605 dump_digest(char *msg, u_char *digest, int len)
606 {
607         u_int i;
608
609         fprintf(stderr, "%s\n", msg);
610         for (i = 0; i < len; i++) {
611                 fprintf(stderr, "%02x", digest[i]);
612                 if (i%32 == 31)
613                         fprintf(stderr, "\n");
614                 else if (i%8 == 7)
615                         fprintf(stderr, " ");
616         }
617         fprintf(stderr, "\n");
618 }
619 #endif
This page took 0.760234 seconds and 5 git commands to generate.