auth-rsa.c

   1 /*
   2  * Author: Tatu Ylonen <ylo@cs.hut.fi>
   3  * Copyright (c) 1995 Tatu Ylonen <ylo@cs.hut.fi>, Espoo, Finland
   4  *                    All rights reserved
   5  * RSA-based authentication.  This code determines whether to admit a login
   6  * based on RSA authentication.  This file also contains functions to check
   7  * validity of the host key.
   8  *
   9  * As far as I am concerned, the code I have written for this software
  10  * can be used freely for any purpose.  Any derived versions of this
  11  * software must be clearly marked as such, and if the derived work is
  12  * incompatible with the protocol description in the RFC file, it must be
  13  * called by a name other than "ssh" or "Secure Shell".
  14  */
  15
  16 #include "includes.h"
  17 RCSID("$OpenBSD: auth-rsa.c,v 1.53 2002/03/25 09:21:13 markus Exp $");
  18
  19 #include <openssl/rsa.h>
  20 #include <openssl/md5.h>
  21
  22 #include "rsa.h"
  23 #include "packet.h"
  24 #include "xmalloc.h"
  25 #include "ssh1.h"
  26 #include "mpaux.h"
  27 #include "uidswap.h"
  28 #include "match.h"
  29 #include "auth-options.h"
  30 #include "pathnames.h"
  31 #include "log.h"
  32 #include "servconf.h"
  33 #include "auth.h"
  34 #include "hostfile.h"
  35 #include "monitor_wrap.h"
  36
  37 /* import */
  38 extern ServerOptions options;
  39
  40 /*
  41  * Session identifier that is used to bind key exchange and authentication
  42  * responses to a particular session.
  43  */
  44 extern u_char session_id[16];
  45
  46 /*
  47  * The .ssh/authorized_keys file contains public keys, one per line, in the
  48  * following format:
  49  *   options bits e n comment
  50  * where bits, e and n are decimal numbers,
  51  * and comment is any string of characters up to newline.  The maximum
  52  * length of a line is 8000 characters.  See the documentation for a
  53  * description of the options.
  54  */
  55
  56 BIGNUM *
  57 auth_rsa_generate_challenge(Key *key)
  58 {
  59         BIGNUM *challenge;
  60         BN_CTX *ctx;
  61
  62         if ((challenge = BN_new()) == NULL)
  63                 fatal("auth_rsa_generate_challenge: BN_new() failed");
  64         /* Generate a random challenge. */
  65         BN_rand(challenge, 256, 0, 0);
  66         if ((ctx = BN_CTX_new()) == NULL)
  67                 fatal("auth_rsa_generate_challenge: BN_CTX_new() failed");
  68         BN_mod(challenge, challenge, key->rsa->n, ctx);
  69         BN_CTX_free(ctx);
  70
  71         return challenge;
  72 }
  73
  74 int
  75 auth_rsa_verify_response(Key *key, BIGNUM *challenge, u_char response[16])
  76 {
  77         u_char buf[32], mdbuf[16];
  78         MD5_CTX md;
  79         int len;
  80
  81         /* The response is MD5 of decrypted challenge plus session id. */
  82         len = BN_num_bytes(challenge);
  83         if (len <= 0 || len > 32)
  84                 fatal("auth_rsa_verify_response: bad challenge length %d", len);
  85         memset(buf, 0, 32);
  86         BN_bn2bin(challenge, buf + 32 - len);
  87         MD5_Init(&md);
  88         MD5_Update(&md, buf, 32);
  89         MD5_Update(&md, session_id, 16);
  90         MD5_Final(mdbuf, &md);
  91
  92         /* Verify that the response is the original challenge. */
  93         if (memcmp(response, mdbuf, 16) != 0) {
  94                 /* Wrong answer. */
  95                 return (0);
  96         }
  97         /* Correct answer. */
  98         return (1);
  99 }
 100
 101 /*
 102  * Performs the RSA authentication challenge-response dialog with the client,
 103  * and returns true (non-zero) if the client gave the correct answer to
 104  * our challenge; returns zero if the client gives a wrong answer.
 105  */
 106
 107 int
 108 auth_rsa_challenge_dialog(Key *key)
 109 {
 110         BIGNUM *challenge, *encrypted_challenge;
 111         u_char response[16];
 112         int i, success;
 113
 114         if ((encrypted_challenge = BN_new()) == NULL)
 115                 fatal("auth_rsa_challenge_dialog: BN_new() failed");
 116
 117         challenge = PRIVSEP(auth_rsa_generate_challenge(key));
 118
 119         /* Encrypt the challenge with the public key. */
 120         rsa_public_encrypt(encrypted_challenge, challenge, key->rsa);
 121
 122         /* Send the encrypted challenge to the client. */
 123         packet_start(SSH_SMSG_AUTH_RSA_CHALLENGE);
 124         packet_put_bignum(encrypted_challenge);
 125         packet_send();
 126         BN_clear_free(encrypted_challenge);
 127         packet_write_wait();
 128
 129         /* Wait for a response. */
 130         packet_read_expect(SSH_CMSG_AUTH_RSA_RESPONSE);
 131         for (i = 0; i < 16; i++)
 132                 response[i] = packet_get_char();
 133         packet_check_eom();
 134
 135         success = PRIVSEP(auth_rsa_verify_response(key, challenge, response));
 136         BN_clear_free(challenge);
 137         return (success);
 138 }
 139
 140 /*
 141  * check if there's user key matching client_n,
 142  * return key if login is allowed, NULL otherwise
 143  */
 144
 145 int
 146 auth_rsa_key_allowed(struct passwd *pw, BIGNUM *client_n, Key **rkey)
 147 {
 148         char line[8192], *file;
 149         int allowed = 0;
 150         u_int bits;
 151         FILE *f;
 152         u_long linenum = 0;
 153         struct stat st;
 154         Key *key;
 155
 156         /* Temporarily use the user's uid. */
 157         temporarily_use_uid(pw);
 158
 159         /* The authorized keys. */
 160         file = authorized_keys_file(pw);
 161         debug("trying public RSA key file %s", file);
 162
 163         /* Fail quietly if file does not exist */
 164         if (stat(file, &st) < 0) {
 165                 /* Restore the privileged uid. */
 166                 restore_uid();
 167                 xfree(file);
 168                 return (0);
 169         }
 170         /* Open the file containing the authorized keys. */
 171         f = fopen(file, "r");
 172         if (!f) {
 173                 /* Restore the privileged uid. */
 174                 restore_uid();
 175                 xfree(file);
 176                 return (0);
 177         }
 178         if (options.strict_modes &&
 179             secure_filename(f, file, pw, line, sizeof(line)) != 0) {
 180                 xfree(file);
 181                 fclose(f);
 182                 log("Authentication refused: %s", line);
 183                 restore_uid();
 184                 return (0);
 185         }
 186
 187         /* Flag indicating whether the key is allowed. */
 188         allowed = 0;
 189
 190         key = key_new(KEY_RSA1);
 191
 192         /*
 193          * Go though the accepted keys, looking for the current key.  If
 194          * found, perform a challenge-response dialog to verify that the
 195          * user really has the corresponding private key.
 196          */
 197         while (fgets(line, sizeof(line), f)) {
 198                 char *cp;
 199                 char *options;
 200
 201                 linenum++;
 202
 203                 /* Skip leading whitespace, empty and comment lines. */
 204                 for (cp = line; *cp == ' ' || *cp == '\t'; cp++)
 205                         ;
 206                 if (!*cp || *cp == '\n' || *cp == '#')
 207                         continue;
 208
 209                 /*
 210                  * Check if there are options for this key, and if so,
 211                  * save their starting address and skip the option part
 212                  * for now.  If there are no options, set the starting
 213                  * address to NULL.
 214                  */
 215                 if (*cp < '0' || *cp > '9') {
 216                         int quoted = 0;
 217                         options = cp;
 218                         for (; *cp && (quoted || (*cp != ' ' && *cp != '\t')); cp++) {
 219                                 if (*cp == '\\' && cp[1] == '"')
 220                                         cp++;   /* Skip both */
 221                                 else if (*cp == '"')
 222                                         quoted = !quoted;
 223                         }
 224                 } else
 225                         options = NULL;
 226
 227                 /* Parse the key from the line. */
 228                 if (hostfile_read_key(&cp, &bits, key) == 0) {
 229                         debug("%.100s, line %lu: non ssh1 key syntax",
 230                             file, linenum);
 231                         continue;
 232                 }
 233                 /* cp now points to the comment part. */
 234
 235                 /* Check if the we have found the desired key (identified by its modulus). */
 236                 if (BN_cmp(key->rsa->n, client_n) != 0)
 237                         continue;
 238
 239                 /* check the real bits  */
 240                 if (bits != BN_num_bits(key->rsa->n))
 241                         log("Warning: %s, line %lu: keysize mismatch: "
 242                             "actual %d vs. announced %d.",
 243                             file, linenum, BN_num_bits(key->rsa->n), bits);
 244
 245                 /* We have found the desired key. */
 246                 /*
 247                  * If our options do not allow this key to be used,
 248                  * do not send challenge.
 249                  */
 250                 if (!auth_parse_options(pw, options, file, linenum))
 251                         continue;
 252
 253                 /* break out, this key is allowed */
 254                 allowed = 1;
 255                 break;
 256         }
 257
 258         /* Restore the privileged uid. */
 259         restore_uid();
 260
 261         /* Close the file. */
 262         xfree(file);
 263         fclose(f);
 264
 265         /* return key if allowed */
 266         if (allowed && rkey != NULL)
 267                 *rkey = key;
 268         else
 269                 key_free(key);
 270         return (allowed);
 271 }
 272
 273 /*
 274  * Performs the RSA authentication dialog with the client.  This returns
 275  * 0 if the client could not be authenticated, and 1 if authentication was
 276  * successful.  This may exit if there is a serious protocol violation.
 277  */
 278 int
 279 auth_rsa(struct passwd *pw, BIGNUM *client_n)
 280 {
 281         Key *key;
 282         char *fp;
 283
 284         /* no user given */
 285         if (pw == NULL)
 286                 return 0;
 287
 288         if (!PRIVSEP(auth_rsa_key_allowed(pw, client_n, &key))) {
 289                 auth_clear_options();
 290                 return (0);
 291         }
 292
 293         /* Perform the challenge-response dialog for this key. */
 294         if (!auth_rsa_challenge_dialog(key)) {
 295                 /* Wrong response. */
 296                 verbose("Wrong response to RSA authentication challenge.");
 297                 packet_send_debug("Wrong response to RSA authentication challenge.");
 298                 /*
 299                  * Break out of the loop. Otherwise we might send
 300                  * another challenge and break the protocol.
 301                  */
 302                 key_free(key);
 303                 return (0);
 304         }
 305         /*
 306          * Correct response.  The client has been successfully
 307          * authenticated. Note that we have not yet processed the
 308          * options; this will be reset if the options cause the
 309          * authentication to be rejected.
 310          */
 311         fp = key_fingerprint(key, SSH_FP_MD5, SSH_FP_HEX);
 312         verbose("Found matching %s key: %s",
 313             key_type(key), fp);
 314         xfree(fp);
 315         key_free(key);
 316
 317         packet_send_debug("RSA authentication accepted.");
 318         return (1);
 319 }