authfile.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 functions for reading and writing identity files, and
   6  * for reading the passphrase from the user.
   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  * Copyright (c) 2000 Markus Friedl.  All rights reserved.
  16  *
  17  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  18  * modification, are permitted provided that the following conditions
  19  * are met:
  20  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  22  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  23  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  24  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  25  *
  26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  27  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  28  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  29  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  30  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  31  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  32  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  33  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  34  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  35  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  36  */
  37
  38 #include "includes.h"
  39 RCSID("$OpenBSD: authfile.c,v 1.24 2000/12/20 19:26:56 markus Exp $");
  40
  41 #include <openssl/bn.h>
  42 #include <openssl/dsa.h>
  43 #include <openssl/rsa.h>
  44 #include <openssl/err.h>
  45 #include <openssl/pem.h>
  46 #include <openssl/evp.h>
  47
  48 #include "xmalloc.h"
  49 #include "buffer.h"
  50 #include "bufaux.h"
  51 #include "ssh.h"
  52 #include "key.h"
  53
  54 /* Version identification string for identity files. */
  55 #define AUTHFILE_ID_STRING "SSH PRIVATE KEY FILE FORMAT 1.1\n"
  56
  57 /*
  58  * Saves the authentication (private) key in a file, encrypting it with
  59  * passphrase.  The identification of the file (lowest 64 bits of n) will
  60  * precede the key to provide identification of the key without needing a
  61  * passphrase.
  62  */
  63
  64 int
  65 save_private_key_rsa1(const char *filename, const char *passphrase,
  66     RSA *key, const char *comment)
  67 {
  68         Buffer buffer, encrypted;
  69         char buf[100], *cp;
  70         int fd, i;
  71         CipherContext ciphercontext;
  72         Cipher *cipher;
  73         u_int32_t rand;
  74
  75         /*
  76          * If the passphrase is empty, use SSH_CIPHER_NONE to ease converting
  77          * to another cipher; otherwise use SSH_AUTHFILE_CIPHER.
  78          */
  79         if (strcmp(passphrase, "") == 0)
  80                 cipher = cipher_by_number(SSH_CIPHER_NONE);
  81         else
  82                 cipher = cipher_by_number(SSH_AUTHFILE_CIPHER);
  83         if (cipher == NULL)
  84                 fatal("save_private_key_rsa: bad cipher");
  85
  86         /* This buffer is used to built the secret part of the private key. */
  87         buffer_init(&buffer);
  88
  89         /* Put checkbytes for checking passphrase validity. */
  90         rand = arc4random();
  91         buf[0] = rand & 0xff;
  92         buf[1] = (rand >> 8) & 0xff;
  93         buf[2] = buf[0];
  94         buf[3] = buf[1];
  95         buffer_append(&buffer, buf, 4);
  96
  97         /*
  98          * Store the private key (n and e will not be stored because they
  99          * will be stored in plain text, and storing them also in encrypted
 100          * format would just give known plaintext).
 101          */
 102         buffer_put_bignum(&buffer, key->d);
 103         buffer_put_bignum(&buffer, key->iqmp);
 104         buffer_put_bignum(&buffer, key->q);     /* reverse from SSL p */
 105         buffer_put_bignum(&buffer, key->p);     /* reverse from SSL q */
 106
 107         /* Pad the part to be encrypted until its size is a multiple of 8. */
 108         while (buffer_len(&buffer) % 8 != 0)
 109                 buffer_put_char(&buffer, 0);
 110
 111         /* This buffer will be used to contain the data in the file. */
 112         buffer_init(&encrypted);
 113
 114         /* First store keyfile id string. */
 115         cp = AUTHFILE_ID_STRING;
 116         for (i = 0; cp[i]; i++)
 117                 buffer_put_char(&encrypted, cp[i]);
 118         buffer_put_char(&encrypted, 0);
 119
 120         /* Store cipher type. */
 121         buffer_put_char(&encrypted, cipher->number);
 122         buffer_put_int(&encrypted, 0);  /* For future extension */
 123
 124         /* Store public key.  This will be in plain text. */
 125         buffer_put_int(&encrypted, BN_num_bits(key->n));
 126         buffer_put_bignum(&encrypted, key->n);
 127         buffer_put_bignum(&encrypted, key->e);
 128         buffer_put_string(&encrypted, comment, strlen(comment));
 129
 130         /* Allocate space for the private part of the key in the buffer. */
 131         buffer_append_space(&encrypted, &cp, buffer_len(&buffer));
 132
 133         cipher_set_key_string(&ciphercontext, cipher, passphrase);
 134         cipher_encrypt(&ciphercontext, (u_char *) cp,
 135             (u_char *) buffer_ptr(&buffer), buffer_len(&buffer));
 136         memset(&ciphercontext, 0, sizeof(ciphercontext));
 137
 138         /* Destroy temporary data. */
 139         memset(buf, 0, sizeof(buf));
 140         buffer_free(&buffer);
 141
 142         fd = open(filename, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0600);
 143         if (fd < 0)
 144                 return 0;
 145         if (write(fd, buffer_ptr(&encrypted), buffer_len(&encrypted)) !=
 146             buffer_len(&encrypted)) {
 147                 debug("Write to key file %.200s failed: %.100s", filename,
 148                       strerror(errno));
 149                 buffer_free(&encrypted);
 150                 close(fd);
 151                 unlink(filename);
 152                 return 0;
 153         }
 154         close(fd);
 155         buffer_free(&encrypted);
 156         return 1;
 157 }
 158
 159 /* save SSH2 key in OpenSSL PEM format */
 160 int
 161 save_private_key_ssh2(const char *filename, const char *_passphrase,
 162     Key *key, const char *comment)
 163 {
 164         FILE *fp;
 165         int fd;
 166         int success = 0;
 167         int len = strlen(_passphrase);
 168         char *passphrase = (len > 0) ? (char *)_passphrase : NULL;
 169         EVP_CIPHER *cipher = (len > 0) ? EVP_des_ede3_cbc() : NULL;
 170
 171         if (len > 0 && len <= 4) {
 172                 error("passphrase too short: %d bytes", len);
 173                 errno = 0;
 174                 return 0;
 175         }
 176         fd = open(filename, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0600);
 177         if (fd < 0) {
 178                 debug("open %s failed", filename);
 179                 return 0;
 180         }
 181         fp = fdopen(fd, "w");
 182         if (fp == NULL ) {
 183                 debug("fdopen %s failed", filename);
 184                 close(fd);
 185                 return 0;
 186         }
 187         switch (key->type) {
 188                 case KEY_DSA:
 189                         success = PEM_write_DSAPrivateKey(fp, key->dsa,
 190                             cipher, passphrase, len, NULL, NULL);
 191                         break;
 192                 case KEY_RSA:
 193                         success = PEM_write_RSAPrivateKey(fp, key->rsa,
 194                             cipher, passphrase, len, NULL, NULL);
 195                         break;
 196         }
 197         fclose(fp);
 198         return success;
 199 }
 200
 201 int
 202 save_private_key(const char *filename, const char *passphrase, Key *key,
 203     const char *comment)
 204 {
 205         switch (key->type) {
 206         case KEY_RSA1:
 207                 return save_private_key_rsa1(filename, passphrase, key->rsa, comment);
 208                 break;
 209         case KEY_DSA:
 210         case KEY_RSA:
 211                 return save_private_key_ssh2(filename, passphrase, key, comment);
 212                 break;
 213         default:
 214                 break;
 215         }
 216         return 0;
 217 }
 218
 219 /*
 220  * Loads the public part of the key file.  Returns 0 if an error was
 221  * encountered (the file does not exist or is not readable), and non-zero
 222  * otherwise.
 223  */
 224
 225 int
 226 load_public_key_rsa(const char *filename, RSA * pub, char **comment_return)
 227 {
 228         int fd, i;
 229         off_t len;
 230         Buffer buffer;
 231         char *cp;
 232
 233         fd = open(filename, O_RDONLY);
 234         if (fd < 0)
 235                 return 0;
 236         len = lseek(fd, (off_t) 0, SEEK_END);
 237         lseek(fd, (off_t) 0, SEEK_SET);
 238
 239         buffer_init(&buffer);
 240         buffer_append_space(&buffer, &cp, len);
 241
 242         if (read(fd, cp, (size_t) len) != (size_t) len) {
 243                 debug("Read from key file %.200s failed: %.100s", filename,
 244                     strerror(errno));
 245                 buffer_free(&buffer);
 246                 close(fd);
 247                 return 0;
 248         }
 249         close(fd);
 250
 251         /* Check that it is at least big enought to contain the ID string. */
 252         if (len < strlen(AUTHFILE_ID_STRING) + 1) {
 253                 debug3("Bad RSA1 key file %.200s.", filename);
 254                 buffer_free(&buffer);
 255                 return 0;
 256         }
 257         /*
 258          * Make sure it begins with the id string.  Consume the id string
 259          * from the buffer.
 260          */
 261         for (i = 0; i < (u_int) strlen(AUTHFILE_ID_STRING) + 1; i++)
 262                 if (buffer_get_char(&buffer) != (u_char) AUTHFILE_ID_STRING[i]) {
 263                         debug3("Bad RSA1 key file %.200s.", filename);
 264                         buffer_free(&buffer);
 265                         return 0;
 266                 }
 267         /* Skip cipher type and reserved data. */
 268         (void) buffer_get_char(&buffer);        /* cipher type */
 269         (void) buffer_get_int(&buffer);         /* reserved */
 270
 271         /* Read the public key from the buffer. */
 272         buffer_get_int(&buffer);
 273         /* XXX alloc */
 274         if (pub->n == NULL)
 275                 pub->n = BN_new();
 276         buffer_get_bignum(&buffer, pub->n);
 277         /* XXX alloc */
 278         if (pub->e == NULL)
 279                 pub->e = BN_new();
 280         buffer_get_bignum(&buffer, pub->e);
 281         if (comment_return)
 282                 *comment_return = buffer_get_string(&buffer, NULL);
 283         /* The encrypted private part is not parsed by this function. */
 284
 285         buffer_free(&buffer);
 286
 287         return 1;
 288 }
 289
 290 /* load public key from private-key file */
 291 int
 292 load_public_key(const char *filename, Key * key, char **comment_return)
 293 {
 294         switch (key->type) {
 295         case KEY_RSA1:
 296                 return load_public_key_rsa(filename, key->rsa, comment_return);
 297                 break;
 298         case KEY_DSA:
 299         case KEY_RSA:
 300         default:
 301                 break;
 302         }
 303         return 0;
 304 }
 305
 306 /*
 307  * Loads the private key from the file.  Returns 0 if an error is encountered
 308  * (file does not exist or is not readable, or passphrase is bad). This
 309  * initializes the private key.
 310  * Assumes we are called under uid of the owner of the file.
 311  */
 312
 313 int
 314 load_private_key_rsa1(int fd, const char *filename,
 315     const char *passphrase, RSA * prv, char **comment_return)
 316 {
 317         int i, check1, check2, cipher_type;
 318         off_t len;
 319         Buffer buffer, decrypted;
 320         char *cp;
 321         CipherContext ciphercontext;
 322         Cipher *cipher;
 323         BN_CTX *ctx;
 324         BIGNUM *aux;
 325
 326         len = lseek(fd, (off_t) 0, SEEK_END);
 327         lseek(fd, (off_t) 0, SEEK_SET);
 328
 329         buffer_init(&buffer);
 330         buffer_append_space(&buffer, &cp, len);
 331
 332         if (read(fd, cp, (size_t) len) != (size_t) len) {
 333                 debug("Read from key file %.200s failed: %.100s", filename,
 334                     strerror(errno));
 335                 buffer_free(&buffer);
 336                 close(fd);
 337                 return 0;
 338         }
 339         close(fd);
 340
 341         /* Check that it is at least big enought to contain the ID string. */
 342         if (len < strlen(AUTHFILE_ID_STRING) + 1) {
 343                 debug3("Bad RSA1 key file %.200s.", filename);
 344                 buffer_free(&buffer);
 345                 return 0;
 346         }
 347         /*
 348          * Make sure it begins with the id string.  Consume the id string
 349          * from the buffer.
 350          */
 351         for (i = 0; i < (u_int) strlen(AUTHFILE_ID_STRING) + 1; i++)
 352                 if (buffer_get_char(&buffer) != (u_char) AUTHFILE_ID_STRING[i]) {
 353                         debug3("Bad RSA1 key file %.200s.", filename);
 354                         buffer_free(&buffer);
 355                         return 0;
 356                 }
 357         /* Read cipher type. */
 358         cipher_type = buffer_get_char(&buffer);
 359         (void) buffer_get_int(&buffer); /* Reserved data. */
 360
 361         /* Read the public key from the buffer. */
 362         buffer_get_int(&buffer);
 363         prv->n = BN_new();
 364         buffer_get_bignum(&buffer, prv->n);
 365         prv->e = BN_new();
 366         buffer_get_bignum(&buffer, prv->e);
 367         if (comment_return)
 368                 *comment_return = buffer_get_string(&buffer, NULL);
 369         else
 370                 xfree(buffer_get_string(&buffer, NULL));
 371
 372         /* Check that it is a supported cipher. */
 373         cipher = cipher_by_number(cipher_type);
 374         if (cipher == NULL) {
 375                 debug("Unsupported cipher %d used in key file %.200s.",
 376                     cipher_type, filename);
 377                 buffer_free(&buffer);
 378                 goto fail;
 379         }
 380         /* Initialize space for decrypted data. */
 381         buffer_init(&decrypted);
 382         buffer_append_space(&decrypted, &cp, buffer_len(&buffer));
 383
 384         /* Rest of the buffer is encrypted.  Decrypt it using the passphrase. */
 385         cipher_set_key_string(&ciphercontext, cipher, passphrase);
 386         cipher_decrypt(&ciphercontext, (u_char *) cp,
 387             (u_char *) buffer_ptr(&buffer), buffer_len(&buffer));
 388         memset(&ciphercontext, 0, sizeof(ciphercontext));
 389         buffer_free(&buffer);
 390
 391         check1 = buffer_get_char(&decrypted);
 392         check2 = buffer_get_char(&decrypted);
 393         if (check1 != buffer_get_char(&decrypted) ||
 394             check2 != buffer_get_char(&decrypted)) {
 395                 if (strcmp(passphrase, "") != 0)
 396                         debug("Bad passphrase supplied for key file %.200s.", filename);
 397                 /* Bad passphrase. */
 398                 buffer_free(&decrypted);
 399 fail:
 400                 BN_clear_free(prv->n);
 401                 prv->n = NULL;
 402                 BN_clear_free(prv->e);
 403                 prv->e = NULL;
 404                 if (comment_return)
 405                         xfree(*comment_return);
 406                 return 0;
 407         }
 408         /* Read the rest of the private key. */
 409         prv->d = BN_new();
 410         buffer_get_bignum(&decrypted, prv->d);
 411         prv->iqmp = BN_new();
 412         buffer_get_bignum(&decrypted, prv->iqmp);       /* u */
 413         /* in SSL and SSH p and q are exchanged */
 414         prv->q = BN_new();
 415         buffer_get_bignum(&decrypted, prv->q);          /* p */
 416         prv->p = BN_new();
 417         buffer_get_bignum(&decrypted, prv->p);          /* q */
 418
 419         ctx = BN_CTX_new();
 420         aux = BN_new();
 421
 422         BN_sub(aux, prv->q, BN_value_one());
 423         prv->dmq1 = BN_new();
 424         BN_mod(prv->dmq1, prv->d, aux, ctx);
 425
 426         BN_sub(aux, prv->p, BN_value_one());
 427         prv->dmp1 = BN_new();
 428         BN_mod(prv->dmp1, prv->d, aux, ctx);
 429
 430         BN_clear_free(aux);
 431         BN_CTX_free(ctx);
 432
 433         buffer_free(&decrypted);
 434
 435         return 1;
 436 }
 437
 438 int
 439 load_private_key_ssh2(int fd, const char *passphrase, Key *k, char **comment_return)
 440 {
 441         FILE *fp;
 442         int success = 0;
 443         EVP_PKEY *pk = NULL;
 444         char *name = "<no key>";
 445
 446         fp = fdopen(fd, "r");
 447         if (fp == NULL) {
 448                 error("fdopen failed");
 449                 return 0;
 450         }
 451         pk = PEM_read_PrivateKey(fp, NULL, NULL, (char *)passphrase);
 452         if (pk == NULL) {
 453                 debug("PEM_read_PrivateKey failed");
 454                 (void)ERR_get_error();
 455         } else if (pk->type == EVP_PKEY_RSA) {
 456                 /* replace k->rsa with loaded key */
 457                 if (k->type == KEY_RSA || k->type == KEY_UNSPEC) {
 458                         if (k->rsa != NULL)
 459                                 RSA_free(k->rsa);
 460                         k->rsa = EVP_PKEY_get1_RSA(pk);
 461                         k->type = KEY_RSA;
 462                         name = "rsa w/o comment";
 463                         success = 1;
 464 #ifdef DEBUG_PK
 465                         RSA_print_fp(stderr, k->rsa, 8);
 466 #endif
 467                 }
 468         } else if (pk->type == EVP_PKEY_DSA) {
 469                 /* replace k->dsa with loaded key */
 470                 if (k->type == KEY_DSA || k->type == KEY_UNSPEC) {
 471                         if (k->dsa != NULL)
 472                                 DSA_free(k->dsa);
 473                         k->dsa = EVP_PKEY_get1_DSA(pk);
 474                         k->type = KEY_DSA;
 475                         name = "dsa w/o comment";
 476 #ifdef DEBUG_PK
 477                         DSA_print_fp(stderr, k->dsa, 8);
 478 #endif
 479                         success = 1;
 480                 }
 481         } else {
 482                 error("PEM_read_PrivateKey: mismatch or "
 483                     "unknown EVP_PKEY save_type %d", pk->save_type);
 484         }
 485         fclose(fp);
 486         if (pk != NULL)
 487                 EVP_PKEY_free(pk);
 488         if (success && comment_return)
 489                 *comment_return = xstrdup(name);
 490         debug("read SSH2 private key done: name %s success %d", name, success);
 491         return success;
 492 }
 493
 494 int
 495 load_private_key(const char *filename, const char *passphrase, Key *key,
 496     char **comment_return)
 497 {
 498         int fd;
 499         int ret = 0;
 500         struct stat st;
 501
 502         fd = open(filename, O_RDONLY);
 503         if (fd < 0)
 504                 return 0;
 505
 506         /* check owner and modes */
 507 #ifdef HAVE_CYGWIN
 508         if (check_ntsec(filename))
 509 #endif
 510         if (fstat(fd, &st) < 0 ||
 511             (st.st_uid != 0 && getuid() != 0 && st.st_uid != getuid()) ||
 512             (st.st_mode & 077) != 0) {
 513                 close(fd);
 514                 error("@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@");
 515                 error("@         WARNING: UNPROTECTED PRIVATE KEY FILE!          @");
 516                 error("@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@");
 517                 error("Bad ownership or mode(0%3.3o) for '%s'.",
 518                       st.st_mode & 0777, filename);
 519                 error("It is recommended that your private key files are NOT accessible by others.");
 520                 return 0;
 521         }
 522         switch (key->type) {
 523         case KEY_RSA1:
 524                 if (key->rsa->e != NULL) {
 525                         BN_clear_free(key->rsa->e);
 526                         key->rsa->e = NULL;
 527                 }
 528                 if (key->rsa->n != NULL) {
 529                         BN_clear_free(key->rsa->n);
 530                         key->rsa->n = NULL;
 531                 }
 532                 ret = load_private_key_rsa1(fd, filename, passphrase,
 533                      key->rsa, comment_return);
 534                 break;
 535         case KEY_DSA:
 536         case KEY_RSA:
 537         case KEY_UNSPEC:
 538                 ret = load_private_key_ssh2(fd, passphrase, key, comment_return);
 539         default:
 540                 break;
 541         }
 542         close(fd);
 543         return ret;
 544 }
 545
 546 int
 547 do_load_public_key(const char *filename, Key *k, char **commentp)
 548 {
 549         FILE *f;
 550         char line[1024];
 551         char *cp;
 552
 553         f = fopen(filename, "r");
 554         if (f != NULL) {
 555                 while (fgets(line, sizeof(line), f)) {
 556                         line[sizeof(line)-1] = '\0';
 557                         cp = line;
 558                         switch(*cp){
 559                         case '#':
 560                         case '\n':
 561                         case '\0':
 562                                 continue;
 563                         }
 564                         /* Skip leading whitespace. */
 565                         for (; *cp && (*cp == ' ' || *cp == '\t'); cp++)
 566                                 ;
 567                         if (*cp) {
 568                                 if (key_read(k, &cp) == 1) {
 569                                         if (commentp)
 570                                                 *commentp=xstrdup(filename);
 571                                         fclose(f);
 572                                         return 1;
 573                                 }
 574                         }
 575                 }
 576                 fclose(f);
 577         }
 578         return 0;
 579 }
 580
 581 /* load public key from pubkey file */
 582 int
 583 try_load_public_key(const char *filename, Key *k, char **commentp)
 584 {
 585         char pub[MAXPATHLEN];
 586
 587         if (do_load_public_key(filename, k, commentp) == 1)
 588                 return 1;
 589         if (strlcpy(pub, filename, sizeof pub) >= MAXPATHLEN)
 590                 return 0;
 591         if (strlcat(pub, ".pub", sizeof pub) >= MAXPATHLEN)
 592                 return 0;
 593         if (do_load_public_key(pub, k, commentp) == 1)
 594                 return 1;
 595         return 0;
 596 }