packet.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  * This file contains code implementing the packet protocol and communication
   6  * with the other side.  This same code is used both on client and server side.
   7  *
   8  * As far as I am concerned, the code I have written for this software
   9  * can be used freely for any purpose.  Any derived versions of this
  10  * software must be clearly marked as such, and if the derived work is
  11  * incompatible with the protocol description in the RFC file, it must be
  12  * called by a name other than "ssh" or "Secure Shell".
  13  *
  14  *
  15  * SSH2 packet format added by Markus Friedl.
  16  * Copyright (c) 2000, 2001 Markus Friedl.  All rights reserved.
  17  *
  18  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  19  * modification, are permitted provided that the following conditions
  20  * are met:
  21  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  22  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  23  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  24  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  25  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  28  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  29  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  30  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  31  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  32  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  33  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  34  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  35  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  36  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  37  */
  38
  39 #include "includes.h"
  40 RCSID("$OpenBSD: packet.c,v 1.80 2001/12/28 13:57:33 markus Exp $");
  41
  42 #include "xmalloc.h"
  43 #include "buffer.h"
  44 #include "packet.h"
  45 #include "bufaux.h"
  46 #include "crc32.h"
  47 #include "getput.h"
  48
  49 #include "compress.h"
  50 #include "deattack.h"
  51 #include "channels.h"
  52
  53 #include "compat.h"
  54 #include "ssh1.h"
  55 #include "ssh2.h"
  56
  57 #include "cipher.h"
  58 #include "kex.h"
  59 #include "mac.h"
  60 #include "log.h"
  61 #include "canohost.h"
  62
  63 #ifdef PACKET_DEBUG
  64 #define DBG(x) x
  65 #else
  66 #define DBG(x)
  67 #endif
  68
  69 /*
  70  * This variable contains the file descriptors used for communicating with
  71  * the other side.  connection_in is used for reading; connection_out for
  72  * writing.  These can be the same descriptor, in which case it is assumed to
  73  * be a socket.
  74  */
  75 static int connection_in = -1;
  76 static int connection_out = -1;
  77
  78 /* Protocol flags for the remote side. */
  79 static u_int remote_protocol_flags = 0;
  80
  81 /* Encryption context for receiving data.  This is only used for decryption. */
  82 static CipherContext receive_context;
  83
  84 /* Encryption context for sending data.  This is only used for encryption. */
  85 static CipherContext send_context;
  86
  87 /* Buffer for raw input data from the socket. */
  88 static Buffer input;
  89
  90 /* Buffer for raw output data going to the socket. */
  91 static Buffer output;
  92
  93 /* Buffer for the partial outgoing packet being constructed. */
  94 static Buffer outgoing_packet;
  95
  96 /* Buffer for the incoming packet currently being processed. */
  97 static Buffer incoming_packet;
  98
  99 /* Scratch buffer for packet compression/decompression. */
 100 static Buffer compression_buffer;
 101 static int compression_buffer_ready = 0;
 102
 103 /* Flag indicating whether packet compression/decompression is enabled. */
 104 static int packet_compression = 0;
 105
 106 /* default maximum packet size */
 107 int max_packet_size = 32768;
 108
 109 /* Flag indicating whether this module has been initialized. */
 110 static int initialized = 0;
 111
 112 /* Set to true if the connection is interactive. */
 113 static int interactive_mode = 0;
 114
 115 /* Session key information for Encryption and MAC */
 116 Newkeys *newkeys[MODE_MAX];
 117
 118 /* roundup current message to extra_pad bytes */
 119 static u_char extra_pad = 0;
 120
 121 /*
 122  * Sets the descriptors used for communication.  Disables encryption until
 123  * packet_set_encryption_key is called.
 124  */
 125 void
 126 packet_set_connection(int fd_in, int fd_out)
 127 {
 128         Cipher *none = cipher_by_name("none");
 129         if (none == NULL)
 130                 fatal("packet_set_connection: cannot load cipher 'none'");
 131         connection_in = fd_in;
 132         connection_out = fd_out;
 133         cipher_init(&send_context, none, (u_char *) "", 0, NULL, 0);
 134         cipher_init(&receive_context, none, (u_char *) "", 0, NULL, 0);
 135         newkeys[MODE_IN] = newkeys[MODE_OUT] = NULL;
 136         if (!initialized) {
 137                 initialized = 1;
 138                 buffer_init(&input);
 139                 buffer_init(&output);
 140                 buffer_init(&outgoing_packet);
 141                 buffer_init(&incoming_packet);
 142         }
 143         /* Kludge: arrange the close function to be called from fatal(). */
 144         fatal_add_cleanup((void (*) (void *)) packet_close, NULL);
 145 }
 146
 147 /* Returns 1 if remote host is connected via socket, 0 if not. */
 148
 149 int
 150 packet_connection_is_on_socket(void)
 151 {
 152         struct sockaddr_storage from, to;
 153         socklen_t fromlen, tolen;
 154
 155         /* filedescriptors in and out are the same, so it's a socket */
 156         if (connection_in == connection_out)
 157                 return 1;
 158         fromlen = sizeof(from);
 159         memset(&from, 0, sizeof(from));
 160         if (getpeername(connection_in, (struct sockaddr *)&from, &fromlen) < 0)
 161                 return 0;
 162         tolen = sizeof(to);
 163         memset(&to, 0, sizeof(to));
 164         if (getpeername(connection_out, (struct sockaddr *)&to, &tolen) < 0)
 165                 return 0;
 166         if (fromlen != tolen || memcmp(&from, &to, fromlen) != 0)
 167                 return 0;
 168         if (from.ss_family != AF_INET && from.ss_family != AF_INET6)
 169                 return 0;
 170         return 1;
 171 }
 172
 173 /* returns 1 if connection is via ipv4 */
 174
 175 int
 176 packet_connection_is_ipv4(void)
 177 {
 178         struct sockaddr_storage to;
 179         socklen_t tolen = sizeof(to);
 180
 181         memset(&to, 0, sizeof(to));
 182         if (getsockname(connection_out, (struct sockaddr *)&to, &tolen) < 0)
 183                 return 0;
 184         if (to.ss_family != AF_INET)
 185                 return 0;
 186         return 1;
 187 }
 188
 189 /* Sets the connection into non-blocking mode. */
 190
 191 void
 192 packet_set_nonblocking(void)
 193 {
 194         /* Set the socket into non-blocking mode. */
 195         if (fcntl(connection_in, F_SETFL, O_NONBLOCK) < 0)
 196                 error("fcntl O_NONBLOCK: %.100s", strerror(errno));
 197
 198         if (connection_out != connection_in) {
 199                 if (fcntl(connection_out, F_SETFL, O_NONBLOCK) < 0)
 200                         error("fcntl O_NONBLOCK: %.100s", strerror(errno));
 201         }
 202 }
 203
 204 /* Returns the socket used for reading. */
 205
 206 int
 207 packet_get_connection_in(void)
 208 {
 209         return connection_in;
 210 }
 211
 212 /* Returns the descriptor used for writing. */
 213
 214 int
 215 packet_get_connection_out(void)
 216 {
 217         return connection_out;
 218 }
 219
 220 /* Closes the connection and clears and frees internal data structures. */
 221
 222 void
 223 packet_close(void)
 224 {
 225         if (!initialized)
 226                 return;
 227         initialized = 0;
 228         if (connection_in == connection_out) {
 229                 shutdown(connection_out, SHUT_RDWR);
 230                 close(connection_out);
 231         } else {
 232                 close(connection_in);
 233                 close(connection_out);
 234         }
 235         buffer_free(&input);
 236         buffer_free(&output);
 237         buffer_free(&outgoing_packet);
 238         buffer_free(&incoming_packet);
 239         if (compression_buffer_ready) {
 240                 buffer_free(&compression_buffer);
 241                 buffer_compress_uninit();
 242         }
 243 }
 244
 245 /* Sets remote side protocol flags. */
 246
 247 void
 248 packet_set_protocol_flags(u_int protocol_flags)
 249 {
 250         remote_protocol_flags = protocol_flags;
 251 }
 252
 253 /* Returns the remote protocol flags set earlier by the above function. */
 254
 255 u_int
 256 packet_get_protocol_flags(void)
 257 {
 258         return remote_protocol_flags;
 259 }
 260
 261 /*
 262  * Starts packet compression from the next packet on in both directions.
 263  * Level is compression level 1 (fastest) - 9 (slow, best) as in gzip.
 264  */
 265
 266 static void
 267 packet_init_compression(void)
 268 {
 269         if (compression_buffer_ready == 1)
 270                 return;
 271         compression_buffer_ready = 1;
 272         buffer_init(&compression_buffer);
 273 }
 274
 275 void
 276 packet_start_compression(int level)
 277 {
 278         if (packet_compression && !compat20)
 279                 fatal("Compression already enabled.");
 280         packet_compression = 1;
 281         packet_init_compression();
 282         buffer_compress_init_send(level);
 283         buffer_compress_init_recv();
 284 }
 285
 286 /*
 287  * Causes any further packets to be encrypted using the given key.  The same
 288  * key is used for both sending and reception.  However, both directions are
 289  * encrypted independently of each other.
 290  */
 291 void
 292 packet_set_encryption_key(const u_char *key, u_int keylen,
 293     int number)
 294 {
 295         Cipher *cipher = cipher_by_number(number);
 296         if (cipher == NULL)
 297                 fatal("packet_set_encryption_key: unknown cipher number %d", number);
 298         if (keylen < 20)
 299                 fatal("packet_set_encryption_key: keylen too small: %d", keylen);
 300         cipher_init(&receive_context, cipher, key, keylen, NULL, 0);
 301         cipher_init(&send_context, cipher, key, keylen, NULL, 0);
 302 }
 303
 304 /* Start constructing a packet to send. */
 305 void
 306 packet_start(u_char type)
 307 {
 308         u_char buf[9];
 309         int len;
 310
 311         DBG(debug("packet_start[%d]", type));
 312         len = compat20 ? 6 : 9;
 313         memset(buf, 0, len - 1);
 314         buf[len - 1] = type;
 315         buffer_clear(&outgoing_packet);
 316         buffer_append(&outgoing_packet, buf, len);
 317 }
 318
 319 /* Append payload. */
 320 void
 321 packet_put_char(int value)
 322 {
 323         char ch = value;
 324         buffer_append(&outgoing_packet, &ch, 1);
 325 }
 326 void
 327 packet_put_int(u_int value)
 328 {
 329         buffer_put_int(&outgoing_packet, value);
 330 }
 331 void
 332 packet_put_string(const void *buf, u_int len)
 333 {
 334         buffer_put_string(&outgoing_packet, buf, len);
 335 }
 336 void
 337 packet_put_cstring(const char *str)
 338 {
 339         buffer_put_cstring(&outgoing_packet, str);
 340 }
 341 void
 342 packet_put_raw(const void *buf, u_int len)
 343 {
 344         buffer_append(&outgoing_packet, buf, len);
 345 }
 346 void
 347 packet_put_bignum(BIGNUM * value)
 348 {
 349         buffer_put_bignum(&outgoing_packet, value);
 350 }
 351 void
 352 packet_put_bignum2(BIGNUM * value)
 353 {
 354         buffer_put_bignum2(&outgoing_packet, value);
 355 }
 356
 357 /*
 358  * Finalizes and sends the packet.  If the encryption key has been set,
 359  * encrypts the packet before sending.
 360  */
 361
 362 static void
 363 packet_send1(void)
 364 {
 365         char buf[8], *cp;
 366         int i, padding, len;
 367         u_int checksum;
 368         u_int32_t rand = 0;
 369
 370         /*
 371          * If using packet compression, compress the payload of the outgoing
 372          * packet.
 373          */
 374         if (packet_compression) {
 375                 buffer_clear(&compression_buffer);
 376                 /* Skip padding. */
 377                 buffer_consume(&outgoing_packet, 8);
 378                 /* padding */
 379                 buffer_append(&compression_buffer, "\0\0\0\0\0\0\0\0", 8);
 380                 buffer_compress(&outgoing_packet, &compression_buffer);
 381                 buffer_clear(&outgoing_packet);
 382                 buffer_append(&outgoing_packet, buffer_ptr(&compression_buffer),
 383                     buffer_len(&compression_buffer));
 384         }
 385         /* Compute packet length without padding (add checksum, remove padding). */
 386         len = buffer_len(&outgoing_packet) + 4 - 8;
 387
 388         /* Insert padding. Initialized to zero in packet_start1() */
 389         padding = 8 - len % 8;
 390         if (send_context.cipher->number != SSH_CIPHER_NONE) {
 391                 cp = buffer_ptr(&outgoing_packet);
 392                 for (i = 0; i < padding; i++) {
 393                         if (i % 4 == 0)
 394                                 rand = arc4random();
 395                         cp[7 - i] = rand & 0xff;
 396                         rand >>= 8;
 397                 }
 398         }
 399         buffer_consume(&outgoing_packet, 8 - padding);
 400
 401         /* Add check bytes. */
 402         checksum = ssh_crc32((u_char *) buffer_ptr(&outgoing_packet),
 403             buffer_len(&outgoing_packet));
 404         PUT_32BIT(buf, checksum);
 405         buffer_append(&outgoing_packet, buf, 4);
 406
 407 #ifdef PACKET_DEBUG
 408         fprintf(stderr, "packet_send plain: ");
 409         buffer_dump(&outgoing_packet);
 410 #endif
 411
 412         /* Append to output. */
 413         PUT_32BIT(buf, len);
 414         buffer_append(&output, buf, 4);
 415         cp = buffer_append_space(&output, buffer_len(&outgoing_packet));
 416         cipher_encrypt(&send_context, cp, buffer_ptr(&outgoing_packet),
 417             buffer_len(&outgoing_packet));
 418
 419 #ifdef PACKET_DEBUG
 420         fprintf(stderr, "encrypted: ");
 421         buffer_dump(&output);
 422 #endif
 423
 424         buffer_clear(&outgoing_packet);
 425
 426         /*
 427          * Note that the packet is now only buffered in output.  It won\'t be
 428          * actually sent until packet_write_wait or packet_write_poll is
 429          * called.
 430          */
 431 }
 432
 433 static void
 434 set_newkeys(int mode)
 435 {
 436         Enc *enc;
 437         Mac *mac;
 438         Comp *comp;
 439         CipherContext *cc;
 440
 441         debug("newkeys: mode %d", mode);
 442
 443         cc = (mode == MODE_OUT) ? &send_context : &receive_context;
 444         if (newkeys[mode] != NULL) {
 445                 debug("newkeys: rekeying");
 446                 /* todo: free old keys, reset compression/cipher-ctxt; */
 447                 memset(cc, 0, sizeof(*cc));
 448                 enc  = &newkeys[mode]->enc;
 449                 mac  = &newkeys[mode]->mac;
 450                 comp = &newkeys[mode]->comp;
 451                 memset(mac->key, 0, mac->key_len);
 452                 xfree(enc->name);
 453                 xfree(enc->iv);
 454                 xfree(enc->key);
 455                 xfree(mac->name);
 456                 xfree(mac->key);
 457                 xfree(comp->name);
 458                 xfree(newkeys[mode]);
 459         }
 460         newkeys[mode] = kex_get_newkeys(mode);
 461         if (newkeys[mode] == NULL)
 462                 fatal("newkeys: no keys for mode %d", mode);
 463         enc  = &newkeys[mode]->enc;
 464         mac  = &newkeys[mode]->mac;
 465         comp = &newkeys[mode]->comp;
 466         if (mac->md != NULL)
 467                 mac->enabled = 1;
 468         DBG(debug("cipher_init_context: %d", mode));
 469         cipher_init(cc, enc->cipher, enc->key, enc->cipher->key_len,
 470             enc->iv, enc->cipher->block_size);
 471         memset(enc->iv,  0, enc->cipher->block_size);
 472         memset(enc->key, 0, enc->cipher->key_len);
 473         if (comp->type != 0 && comp->enabled == 0) {
 474                 packet_init_compression();
 475                 if (mode == MODE_OUT)
 476                         buffer_compress_init_send(6);
 477                 else
 478                         buffer_compress_init_recv();
 479                 comp->enabled = 1;
 480         }
 481 }
 482
 483 /*
 484  * Finalize packet in SSH2 format (compress, mac, encrypt, enqueue)
 485  */
 486 static void
 487 packet_send2(void)
 488 {
 489         static u_int32_t seqnr = 0;
 490         u_char type, *ucp, *macbuf = NULL;
 491         u_char padlen, pad;
 492         char *cp;
 493         u_int packet_length = 0;
 494         u_int i, len;
 495         u_int32_t rand = 0;
 496         Enc *enc   = NULL;
 497         Mac *mac   = NULL;
 498         Comp *comp = NULL;
 499         int block_size;
 500
 501         if (newkeys[MODE_OUT] != NULL) {
 502                 enc  = &newkeys[MODE_OUT]->enc;
 503                 mac  = &newkeys[MODE_OUT]->mac;
 504                 comp = &newkeys[MODE_OUT]->comp;
 505         }
 506         block_size = enc ? enc->cipher->block_size : 8;
 507
 508         ucp = (u_char *) buffer_ptr(&outgoing_packet);
 509         type = ucp[5];
 510
 511 #ifdef PACKET_DEBUG
 512         fprintf(stderr, "plain:     ");
 513         buffer_dump(&outgoing_packet);
 514 #endif
 515
 516         if (comp && comp->enabled) {
 517                 len = buffer_len(&outgoing_packet);
 518                 /* skip header, compress only payload */
 519                 buffer_consume(&outgoing_packet, 5);
 520                 buffer_clear(&compression_buffer);
 521                 buffer_compress(&outgoing_packet, &compression_buffer);
 522                 buffer_clear(&outgoing_packet);
 523                 buffer_append(&outgoing_packet, "\0\0\0\0\0", 5);
 524                 buffer_append(&outgoing_packet, buffer_ptr(&compression_buffer),
 525                     buffer_len(&compression_buffer));
 526                 DBG(debug("compression: raw %d compressed %d", len,
 527                     buffer_len(&outgoing_packet)));
 528         }
 529
 530         /* sizeof (packet_len + pad_len + payload) */
 531         len = buffer_len(&outgoing_packet);
 532
 533         /*
 534          * calc size of padding, alloc space, get random data,
 535          * minimum padding is 4 bytes
 536          */
 537         padlen = block_size - (len % block_size);
 538         if (padlen < 4)
 539                 padlen += block_size;
 540         if (extra_pad) {
 541                 /* will wrap if extra_pad+padlen > 255 */
 542                 extra_pad  = roundup(extra_pad, block_size);
 543                 pad = extra_pad - ((len + padlen) % extra_pad);
 544                 debug("packet_send2: adding %d (len %d padlen %d extra_pad %d)",
 545                     pad, len, padlen, extra_pad);
 546                 padlen += pad;
 547                 extra_pad = 0;
 548         }
 549         cp = buffer_append_space(&outgoing_packet, padlen);
 550         if (enc && enc->cipher->number != SSH_CIPHER_NONE) {
 551                 /* random padding */
 552                 for (i = 0; i < padlen; i++) {
 553                         if (i % 4 == 0)
 554                                 rand = arc4random();
 555                         cp[i] = rand & 0xff;
 556                         rand >>= 8;
 557                 }
 558         } else {
 559                 /* clear padding */
 560                 memset(cp, 0, padlen);
 561         }
 562         /* packet_length includes payload, padding and padding length field */
 563         packet_length = buffer_len(&outgoing_packet) - 4;
 564         ucp = (u_char *)buffer_ptr(&outgoing_packet);
 565         PUT_32BIT(ucp, packet_length);
 566         ucp[4] = padlen;
 567         DBG(debug("send: len %d (includes padlen %d)", packet_length+4, padlen));
 568
 569         /* compute MAC over seqnr and packet(length fields, payload, padding) */
 570         if (mac && mac->enabled) {
 571                 macbuf = mac_compute(mac, seqnr,
 572                     (u_char *) buffer_ptr(&outgoing_packet),
 573                     buffer_len(&outgoing_packet));
 574                 DBG(debug("done calc MAC out #%d", seqnr));
 575         }
 576         /* encrypt packet and append to output buffer. */
 577         cp = buffer_append_space(&output, buffer_len(&outgoing_packet));
 578         cipher_encrypt(&send_context, cp, buffer_ptr(&outgoing_packet),
 579             buffer_len(&outgoing_packet));
 580         /* append unencrypted MAC */
 581         if (mac && mac->enabled)
 582                 buffer_append(&output, (char *)macbuf, mac->mac_len);
 583 #ifdef PACKET_DEBUG
 584         fprintf(stderr, "encrypted: ");
 585         buffer_dump(&output);
 586 #endif
 587         /* increment sequence number for outgoing packets */
 588         if (++seqnr == 0)
 589                 log("outgoing seqnr wraps around");
 590         buffer_clear(&outgoing_packet);
 591
 592         if (type == SSH2_MSG_NEWKEYS)
 593                 set_newkeys(MODE_OUT);
 594 }
 595
 596 void
 597 packet_send(void)
 598 {
 599         if (compat20)
 600                 packet_send2();
 601         else
 602                 packet_send1();
 603         DBG(debug("packet_send done"));
 604 }
 605
 606 /*
 607  * Waits until a packet has been received, and returns its type.  Note that
 608  * no other data is processed until this returns, so this function should not
 609  * be used during the interactive session.
 610  */
 611
 612 int
 613 packet_read_seqnr(int *payload_len_ptr, u_int32_t *seqnr_p)
 614 {
 615         int type, len;
 616         fd_set *setp;
 617         char buf[8192];
 618         DBG(debug("packet_read()"));
 619
 620         setp = (fd_set *)xmalloc(howmany(connection_in+1, NFDBITS) *
 621             sizeof(fd_mask));
 622
 623         /* Since we are blocking, ensure that all written packets have been sent. */
 624         packet_write_wait();
 625
 626         /* Stay in the loop until we have received a complete packet. */
 627         for (;;) {
 628                 /* Try to read a packet from the buffer. */
 629                 type = packet_read_poll_seqnr(payload_len_ptr, seqnr_p);
 630                 if (!compat20 && (
 631                     type == SSH_SMSG_SUCCESS
 632                     || type == SSH_SMSG_FAILURE
 633                     || type == SSH_CMSG_EOF
 634                     || type == SSH_CMSG_EXIT_CONFIRMATION))
 635                         packet_check_eom();
 636                 /* If we got a packet, return it. */
 637                 if (type != SSH_MSG_NONE) {
 638                         xfree(setp);
 639                         return type;
 640                 }
 641                 /*
 642                  * Otherwise, wait for some data to arrive, add it to the
 643                  * buffer, and try again.
 644                  */
 645                 memset(setp, 0, howmany(connection_in + 1, NFDBITS) *
 646                     sizeof(fd_mask));
 647                 FD_SET(connection_in, setp);
 648
 649                 /* Wait for some data to arrive. */
 650                 while (select(connection_in + 1, setp, NULL, NULL, NULL) == -1 &&
 651                     (errno == EAGAIN || errno == EINTR))
 652                         ;
 653
 654                 /* Read data from the socket. */
 655                 len = read(connection_in, buf, sizeof(buf));
 656                 if (len == 0) {
 657                         log("Connection closed by %.200s", get_remote_ipaddr());
 658                         fatal_cleanup();
 659                 }
 660                 if (len < 0)
 661                         fatal("Read from socket failed: %.100s", strerror(errno));
 662                 /* Append it to the buffer. */
 663                 packet_process_incoming(buf, len);
 664         }
 665         /* NOTREACHED */
 666 }
 667
 668 int
 669 packet_read(int *payload_len_ptr)
 670 {
 671         return packet_read_seqnr(payload_len_ptr, NULL);
 672 }
 673
 674 /*
 675  * Waits until a packet has been received, verifies that its type matches
 676  * that given, and gives a fatal error and exits if there is a mismatch.
 677  */
 678
 679 void
 680 packet_read_expect(int *payload_len_ptr, int expected_type)
 681 {
 682         int type;
 683
 684         type = packet_read(payload_len_ptr);
 685         if (type != expected_type)
 686                 packet_disconnect("Protocol error: expected packet type %d, got %d",
 687                     expected_type, type);
 688 }
 689
 690 /* Checks if a full packet is available in the data received so far via
 691  * packet_process_incoming.  If so, reads the packet; otherwise returns
 692  * SSH_MSG_NONE.  This does not wait for data from the connection.
 693  *
 694  * SSH_MSG_DISCONNECT is handled specially here.  Also,
 695  * SSH_MSG_IGNORE messages are skipped by this function and are never returned
 696  * to higher levels.
 697  *
 698  * The returned payload_len does include space consumed by:
 699  *      Packet length
 700  *      Padding
 701  *      Packet type
 702  *      Check bytes
 703  */
 704
 705 static int
 706 packet_read_poll1(int *payload_len_ptr)
 707 {
 708         u_int len, padded_len;
 709         u_char *ucp, type;
 710         char *cp;
 711         u_int checksum, stored_checksum;
 712
 713         /* Check if input size is less than minimum packet size. */
 714         if (buffer_len(&input) < 4 + 8)
 715                 return SSH_MSG_NONE;
 716         /* Get length of incoming packet. */
 717         ucp = (u_char *) buffer_ptr(&input);
 718         len = GET_32BIT(ucp);
 719         if (len < 1 + 2 + 2 || len > 256 * 1024)
 720                 packet_disconnect("Bad packet length %d.", len);
 721         padded_len = (len + 8) & ~7;
 722
 723         /* Check if the packet has been entirely received. */
 724         if (buffer_len(&input) < 4 + padded_len)
 725                 return SSH_MSG_NONE;
 726
 727         /* The entire packet is in buffer. */
 728
 729         /* Consume packet length. */
 730         buffer_consume(&input, 4);
 731
 732         /*
 733          * Cryptographic attack detector for ssh
 734          * (C)1998 CORE-SDI, Buenos Aires Argentina
 735          * Ariel Futoransky(futo@core-sdi.com)
 736          */
 737         if (receive_context.cipher->number != SSH_CIPHER_NONE &&
 738             detect_attack(buffer_ptr(&input), padded_len, NULL) == DEATTACK_DETECTED)
 739                 packet_disconnect("crc32 compensation attack: network attack detected");
 740
 741         /* Decrypt data to incoming_packet. */
 742         buffer_clear(&incoming_packet);
 743         cp = buffer_append_space(&incoming_packet, padded_len);
 744         cipher_decrypt(&receive_context, cp, buffer_ptr(&input), padded_len);
 745
 746         buffer_consume(&input, padded_len);
 747
 748 #ifdef PACKET_DEBUG
 749         fprintf(stderr, "read_poll plain: ");
 750         buffer_dump(&incoming_packet);
 751 #endif
 752
 753         /* Compute packet checksum. */
 754         checksum = ssh_crc32((u_char *) buffer_ptr(&incoming_packet),
 755             buffer_len(&incoming_packet) - 4);
 756
 757         /* Skip padding. */
 758         buffer_consume(&incoming_packet, 8 - len % 8);
 759
 760         /* Test check bytes. */
 761         if (len != buffer_len(&incoming_packet))
 762                 packet_disconnect("packet_read_poll1: len %d != buffer_len %d.",
 763                     len, buffer_len(&incoming_packet));
 764
 765         ucp = (u_char *) buffer_ptr(&incoming_packet) + len - 4;
 766         stored_checksum = GET_32BIT(ucp);
 767         if (checksum != stored_checksum)
 768                 packet_disconnect("Corrupted check bytes on input.");
 769         buffer_consume_end(&incoming_packet, 4);
 770
 771         if (packet_compression) {
 772                 buffer_clear(&compression_buffer);
 773                 buffer_uncompress(&incoming_packet, &compression_buffer);
 774                 buffer_clear(&incoming_packet);
 775                 buffer_append(&incoming_packet, buffer_ptr(&compression_buffer),
 776                     buffer_len(&compression_buffer));
 777         }
 778         type = buffer_get_char(&incoming_packet);
 779         *payload_len_ptr = buffer_len(&incoming_packet);
 780         return type;
 781 }
 782
 783 static int
 784 packet_read_poll2(int *payload_len_ptr, u_int32_t *seqnr_p)
 785 {
 786         static u_int32_t seqnr = 0;
 787         static u_int packet_length = 0;
 788         u_int padlen, need;
 789         u_char *macbuf, *ucp, type;
 790         char *cp;
 791         int maclen, block_size;
 792         Enc *enc   = NULL;
 793         Mac *mac   = NULL;
 794         Comp *comp = NULL;
 795
 796         if (newkeys[MODE_IN] != NULL) {
 797                 enc  = &newkeys[MODE_IN]->enc;
 798                 mac  = &newkeys[MODE_IN]->mac;
 799                 comp = &newkeys[MODE_IN]->comp;
 800         }
 801         maclen = mac && mac->enabled ? mac->mac_len : 0;
 802         block_size = enc ? enc->cipher->block_size : 8;
 803
 804         if (packet_length == 0) {
 805                 /*
 806                  * check if input size is less than the cipher block size,
 807                  * decrypt first block and extract length of incoming packet
 808                  */
 809                 if (buffer_len(&input) < block_size)
 810                         return SSH_MSG_NONE;
 811                 buffer_clear(&incoming_packet);
 812                 cp = buffer_append_space(&incoming_packet, block_size);
 813                 cipher_decrypt(&receive_context, cp, buffer_ptr(&input),
 814                     block_size);
 815                 ucp = (u_char *) buffer_ptr(&incoming_packet);
 816                 packet_length = GET_32BIT(ucp);
 817                 if (packet_length < 1 + 4 || packet_length > 256 * 1024) {
 818                         buffer_dump(&incoming_packet);
 819                         packet_disconnect("Bad packet length %d.", packet_length);
 820                 }
 821                 DBG(debug("input: packet len %d", packet_length+4));
 822                 buffer_consume(&input, block_size);
 823         }
 824         /* we have a partial packet of block_size bytes */
 825         need = 4 + packet_length - block_size;
 826         DBG(debug("partial packet %d, need %d, maclen %d", block_size,
 827             need, maclen));
 828         if (need % block_size != 0)
 829                 fatal("padding error: need %d block %d mod %d",
 830                     need, block_size, need % block_size);
 831         /*
 832          * check if the entire packet has been received and
 833          * decrypt into incoming_packet
 834          */
 835         if (buffer_len(&input) < need + maclen)
 836                 return SSH_MSG_NONE;
 837 #ifdef PACKET_DEBUG
 838         fprintf(stderr, "read_poll enc/full: ");
 839         buffer_dump(&input);
 840 #endif
 841         cp = buffer_append_space(&incoming_packet, need);
 842         cipher_decrypt(&receive_context, cp, buffer_ptr(&input), need);
 843         buffer_consume(&input, need);
 844         /*
 845          * compute MAC over seqnr and packet,
 846          * increment sequence number for incoming packet
 847          */
 848         if (mac && mac->enabled) {
 849                 macbuf = mac_compute(mac, seqnr,
 850                     (u_char *) buffer_ptr(&incoming_packet),
 851                     buffer_len(&incoming_packet));
 852                 if (memcmp(macbuf, buffer_ptr(&input), mac->mac_len) != 0)
 853                         packet_disconnect("Corrupted MAC on input.");
 854                 DBG(debug("MAC #%d ok", seqnr));
 855                 buffer_consume(&input, mac->mac_len);
 856         }
 857         if (seqnr_p != NULL)
 858                 *seqnr_p = seqnr;
 859         if (++seqnr == 0)
 860                 log("incoming seqnr wraps around");
 861
 862         /* get padlen */
 863         cp = buffer_ptr(&incoming_packet);
 864         cp += 4;
 865         padlen = (u_char) *cp;
 866         DBG(debug("input: padlen %d", padlen));
 867         if (padlen < 4)
 868                 packet_disconnect("Corrupted padlen %d on input.", padlen);
 869
 870         /* skip packet size + padlen, discard padding */
 871         buffer_consume(&incoming_packet, 4 + 1);
 872         buffer_consume_end(&incoming_packet, padlen);
 873
 874         DBG(debug("input: len before de-compress %d", buffer_len(&incoming_packet)));
 875         if (comp && comp->enabled) {
 876                 buffer_clear(&compression_buffer);
 877                 buffer_uncompress(&incoming_packet, &compression_buffer);
 878                 buffer_clear(&incoming_packet);
 879                 buffer_append(&incoming_packet, buffer_ptr(&compression_buffer),
 880                     buffer_len(&compression_buffer));
 881                 DBG(debug("input: len after de-compress %d", buffer_len(&incoming_packet)));
 882         }
 883         /*
 884          * get packet type, implies consume.
 885          * return length of payload (without type field)
 886          */
 887         type = buffer_get_char(&incoming_packet);
 888         if (type == SSH2_MSG_NEWKEYS)
 889                 set_newkeys(MODE_IN);
 890         *payload_len_ptr = buffer_len(&incoming_packet);
 891 #ifdef PACKET_DEBUG
 892         fprintf(stderr, "read/plain[%d]:\r\n", type);
 893         buffer_dump(&incoming_packet);
 894 #endif
 895         /* reset for next packet */
 896         packet_length = 0;
 897         return type;
 898 }
 899
 900 int
 901 packet_read_poll_seqnr(int *payload_len_ptr, u_int32_t *seqnr_p)
 902 {
 903         int reason;
 904         u_char type;
 905         char *msg;
 906
 907         for (;;) {
 908                 if (compat20) {
 909                         type = packet_read_poll2(payload_len_ptr, seqnr_p);
 910                         if (type)
 911                                 DBG(debug("received packet type %d", type));
 912                         switch (type) {
 913                         case SSH2_MSG_IGNORE:
 914                                 break;
 915                         case SSH2_MSG_DEBUG:
 916                                 packet_get_char();
 917                                 msg = packet_get_string(NULL);
 918                                 debug("Remote: %.900s", msg);
 919                                 xfree(msg);
 920                                 msg = packet_get_string(NULL);
 921                                 xfree(msg);
 922                                 break;
 923                         case SSH2_MSG_DISCONNECT:
 924                                 reason = packet_get_int();
 925                                 msg = packet_get_string(NULL);
 926                                 log("Received disconnect from %s: %d: %.400s", get_remote_ipaddr(),
 927                                         reason, msg);
 928                                 xfree(msg);
 929                                 fatal_cleanup();
 930                                 break;
 931                         default:
 932                                 return type;
 933                                 break;
 934                         }
 935                 } else {
 936                         type = packet_read_poll1(payload_len_ptr);
 937                         switch (type) {
 938                         case SSH_MSG_IGNORE:
 939                                 break;
 940                         case SSH_MSG_DEBUG:
 941                                 msg = packet_get_string(NULL);
 942                                 debug("Remote: %.900s", msg);
 943                                 xfree(msg);
 944                                 break;
 945                         case SSH_MSG_DISCONNECT:
 946                                 msg = packet_get_string(NULL);
 947                                 log("Received disconnect from %s: %.400s", get_remote_ipaddr(),
 948                                         msg);
 949                                 fatal_cleanup();
 950                                 xfree(msg);
 951                                 break;
 952                         default:
 953                                 if (type)
 954                                         DBG(debug("received packet type %d", type));
 955                                 return type;
 956                                 break;
 957                         }
 958                 }
 959         }
 960 }
 961
 962 int
 963 packet_read_poll(int *payload_len_ptr)
 964 {
 965         return packet_read_poll_seqnr(payload_len_ptr, NULL);
 966 }
 967
 968 /*
 969  * Buffers the given amount of input characters.  This is intended to be used
 970  * together with packet_read_poll.
 971  */
 972
 973 void
 974 packet_process_incoming(const char *buf, u_int len)
 975 {
 976         buffer_append(&input, buf, len);
 977 }
 978
 979 /* Returns a character from the packet. */
 980
 981 u_int
 982 packet_get_char(void)
 983 {
 984         char ch;
 985         buffer_get(&incoming_packet, &ch, 1);
 986         return (u_char) ch;
 987 }
 988
 989 /* Returns an integer from the packet data. */
 990
 991 u_int
 992 packet_get_int(void)
 993 {
 994         return buffer_get_int(&incoming_packet);
 995 }
 996
 997 /*
 998  * Returns an arbitrary precision integer from the packet data.  The integer
 999  * must have been initialized before this call.
1000  */
1001
1002 void
1003 packet_get_bignum(BIGNUM * value)
1004 {
1005         (void)buffer_get_bignum(&incoming_packet, value);
1006 }
1007
1008 void
1009 packet_get_bignum2(BIGNUM * value)
1010 {
1011         (void)buffer_get_bignum2(&incoming_packet, value);
1012 }
1013
1014 void *
1015 packet_get_raw(int *length_ptr)
1016 {
1017         int bytes = buffer_len(&incoming_packet);
1018         if (length_ptr != NULL)
1019                 *length_ptr = bytes;
1020         return buffer_ptr(&incoming_packet);
1021 }
1022
1023 int
1024 packet_remaining(void)
1025 {
1026         return buffer_len(&incoming_packet);
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Returns a string from the packet data.  The string is allocated using
1031  * xmalloc; it is the responsibility of the calling program to free it when
1032  * no longer needed.  The length_ptr argument may be NULL, or point to an
1033  * integer into which the length of the string is stored.
1034  */
1035
1036 void *
1037 packet_get_string(u_int *length_ptr)
1038 {
1039         return buffer_get_string(&incoming_packet, length_ptr);
1040 }
1041
1042 /*
1043  * Sends a diagnostic message from the server to the client.  This message
1044  * can be sent at any time (but not while constructing another message). The
1045  * message is printed immediately, but only if the client is being executed
1046  * in verbose mode.  These messages are primarily intended to ease debugging
1047  * authentication problems.   The length of the formatted message must not
1048  * exceed 1024 bytes.  This will automatically call packet_write_wait.
1049  */
1050
1051 void
1052 packet_send_debug(const char *fmt,...)
1053 {
1054         char buf[1024];
1055         va_list args;
1056
1057         if (compat20 && (datafellows & SSH_BUG_DEBUG))
1058                 return;
1059
1060         va_start(args, fmt);
1061         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
1062         va_end(args);
1063
1064         if (compat20) {
1065                 packet_start(SSH2_MSG_DEBUG);
1066                 packet_put_char(0);     /* bool: always display */
1067                 packet_put_cstring(buf);
1068                 packet_put_cstring("");
1069         } else {
1070                 packet_start(SSH_MSG_DEBUG);
1071                 packet_put_cstring(buf);
1072         }
1073         packet_send();
1074         packet_write_wait();
1075 }
1076
1077 /*
1078  * Logs the error plus constructs and sends a disconnect packet, closes the
1079  * connection, and exits.  This function never returns. The error message
1080  * should not contain a newline.  The length of the formatted message must
1081  * not exceed 1024 bytes.
1082  */
1083
1084 void
1085 packet_disconnect(const char *fmt,...)
1086 {
1087         char buf[1024];
1088         va_list args;
1089         static int disconnecting = 0;
1090         if (disconnecting)      /* Guard against recursive invocations. */
1091                 fatal("packet_disconnect called recursively.");
1092         disconnecting = 1;
1093
1094         /*
1095          * Format the message.  Note that the caller must make sure the
1096          * message is of limited size.
1097          */
1098         va_start(args, fmt);
1099         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
1100         va_end(args);
1101
1102         /* Send the disconnect message to the other side, and wait for it to get sent. */
1103         if (compat20) {
1104                 packet_start(SSH2_MSG_DISCONNECT);
1105                 packet_put_int(SSH2_DISCONNECT_PROTOCOL_ERROR);
1106                 packet_put_cstring(buf);
1107                 packet_put_cstring("");
1108         } else {
1109                 packet_start(SSH_MSG_DISCONNECT);
1110                 packet_put_cstring(buf);
1111         }
1112         packet_send();
1113         packet_write_wait();
1114
1115         /* Stop listening for connections. */
1116         channel_close_all();
1117
1118         /* Close the connection. */
1119         packet_close();
1120
1121         /* Display the error locally and exit. */
1122         log("Disconnecting: %.100s", buf);
1123         fatal_cleanup();
1124 }
1125
1126 /* Checks if there is any buffered output, and tries to write some of the output. */
1127
1128 void
1129 packet_write_poll(void)
1130 {
1131         int len = buffer_len(&output);
1132         if (len > 0) {
1133                 len = write(connection_out, buffer_ptr(&output), len);
1134                 if (len <= 0) {
1135                         if (errno == EAGAIN)
1136                                 return;
1137                         else
1138                                 fatal("Write failed: %.100s", strerror(errno));
1139                 }
1140                 buffer_consume(&output, len);
1141         }
1142 }
1143
1144 /*
1145  * Calls packet_write_poll repeatedly until all pending output data has been
1146  * written.
1147  */
1148
1149 void
1150 packet_write_wait(void)
1151 {
1152         fd_set *setp;
1153
1154         setp = (fd_set *)xmalloc(howmany(connection_out + 1, NFDBITS) *
1155             sizeof(fd_mask));
1156         packet_write_poll();
1157         while (packet_have_data_to_write()) {
1158                 memset(setp, 0, howmany(connection_out + 1, NFDBITS) *
1159                     sizeof(fd_mask));
1160                 FD_SET(connection_out, setp);
1161                 while (select(connection_out + 1, NULL, setp, NULL, NULL) == -1 &&
1162                     (errno == EAGAIN || errno == EINTR))
1163                         ;
1164                 packet_write_poll();
1165         }
1166         xfree(setp);
1167 }
1168
1169 /* Returns true if there is buffered data to write to the connection. */
1170
1171 int
1172 packet_have_data_to_write(void)
1173 {
1174         return buffer_len(&output) != 0;
1175 }
1176
1177 /* Returns true if there is not too much data to write to the connection. */
1178
1179 int
1180 packet_not_very_much_data_to_write(void)
1181 {
1182         if (interactive_mode)
1183                 return buffer_len(&output) < 16384;
1184         else
1185                 return buffer_len(&output) < 128 * 1024;
1186 }
1187
1188 /* Informs that the current session is interactive.  Sets IP flags for that. */
1189
1190 void
1191 packet_set_interactive(int interactive)
1192 {
1193         static int called = 0;
1194 #if defined(IP_TOS) && !defined(IP_TOS_IS_BROKEN)
1195         int lowdelay = IPTOS_LOWDELAY;
1196         int throughput = IPTOS_THROUGHPUT;
1197 #endif
1198         int on = 1;
1199
1200         if (called)
1201                 return;
1202         called = 1;
1203
1204         /* Record that we are in interactive mode. */
1205         interactive_mode = interactive;
1206
1207         /* Only set socket options if using a socket.  */
1208         if (!packet_connection_is_on_socket())
1209                 return;
1210         /*
1211          * IPTOS_LOWDELAY and IPTOS_THROUGHPUT are IPv4 only
1212          */
1213         if (interactive) {
1214                 /*
1215                  * Set IP options for an interactive connection.  Use
1216                  * IPTOS_LOWDELAY and TCP_NODELAY.
1217                  */
1218 #if defined(IP_TOS) && !defined(IP_TOS_IS_BROKEN)
1219                 if (packet_connection_is_ipv4()) {
1220                         if (setsockopt(connection_in, IPPROTO_IP, IP_TOS,
1221                             (void *) &lowdelay, sizeof(lowdelay)) < 0)
1222                                 error("setsockopt IPTOS_LOWDELAY: %.100s",
1223                                     strerror(errno));
1224                 }
1225 #endif
1226                 if (setsockopt(connection_in, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (void *) &on,
1227                     sizeof(on)) < 0)
1228                         error("setsockopt TCP_NODELAY: %.100s", strerror(errno));
1229         } else if (packet_connection_is_ipv4()) {
1230                 /*
1231                  * Set IP options for a non-interactive connection.  Use
1232                  * IPTOS_THROUGHPUT.
1233                  */
1234 #if defined(IP_TOS) && !defined(IP_TOS_IS_BROKEN)
1235                 if (setsockopt(connection_in, IPPROTO_IP, IP_TOS, (void *) &throughput,
1236                     sizeof(throughput)) < 0)
1237                         error("setsockopt IPTOS_THROUGHPUT: %.100s", strerror(errno));
1238 #endif
1239         }
1240 }
1241
1242 /* Returns true if the current connection is interactive. */
1243
1244 int
1245 packet_is_interactive(void)
1246 {
1247         return interactive_mode;
1248 }
1249
1250 int
1251 packet_set_maxsize(int s)
1252 {
1253         static int called = 0;
1254         if (called) {
1255                 log("packet_set_maxsize: called twice: old %d new %d",
1256                     max_packet_size, s);
1257                 return -1;
1258         }
1259         if (s < 4 * 1024 || s > 1024 * 1024) {
1260                 log("packet_set_maxsize: bad size %d", s);
1261                 return -1;
1262         }
1263         called = 1;
1264         debug("packet_set_maxsize: setting to %d", s);
1265         max_packet_size = s;
1266         return s;
1267 }
1268
1269 /* roundup current message to pad bytes */
1270 void
1271 packet_add_padding(u_char pad)
1272 {
1273         extra_pad = pad;
1274 }
1275
1276 /*
1277  * 9.2.  Ignored Data Message
1278  *
1279  *   byte      SSH_MSG_IGNORE
1280  *   string    data
1281  *
1282  * All implementations MUST understand (and ignore) this message at any
1283  * time (after receiving the protocol version). No implementation is
1284  * required to send them. This message can be used as an additional
1285  * protection measure against advanced traffic analysis techniques.
1286  */
1287 void
1288 packet_send_ignore(int nbytes)
1289 {
1290         u_int32_t rand = 0;
1291         int i;
1292
1293         packet_start(compat20 ? SSH2_MSG_IGNORE : SSH_MSG_IGNORE);
1294         packet_put_int(nbytes);
1295         for (i = 0; i < nbytes; i++) {
1296                 if (i % 4 == 0)
1297                         rand = arc4random();
1298                 packet_put_char(rand & 0xff);
1299                 rand >>= 8;
1300         }
1301 }