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 1.46 2001/12/18 10:06:24 jakob 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
  36 /* import */
  37 extern ServerOptions options;
  38
  39 /*
  40  * Session identifier that is used to bind key exchange and authentication
  41  * responses to a particular session.
  42  */
  43 extern u_char session_id[16];
  44
  45 /*
  46  * The .ssh/authorized_keys file contains public keys, one per line, in the
  47  * following format:
  48  *   options bits e n comment
  49  * where bits, e and n are decimal numbers,
  50  * and comment is any string of characters up to newline.  The maximum
  51  * length of a line is 8000 characters.  See the documentation for a
  52  * description of the options.
  53  */
  54
  55 /*
  56  * Performs the RSA authentication challenge-response dialog with the client,
  57  * and returns true (non-zero) if the client gave the correct answer to
  58  * our challenge; returns zero if the client gives a wrong answer.
  59  */
  60
  61 int
  62 auth_rsa_challenge_dialog(RSA *pk)
  63 {
  64         BIGNUM *challenge, *encrypted_challenge;
  65         BN_CTX *ctx;
  66         u_char buf[32], mdbuf[16], response[16];
  67         MD5_CTX md;
  68         u_int i;
  69         int plen, len;
  70
  71         encrypted_challenge = BN_new();
  72         challenge = BN_new();
  73
  74         /* Generate a random challenge. */
  75         BN_rand(challenge, 256, 0, 0);
  76         ctx = BN_CTX_new();
  77         BN_mod(challenge, challenge, pk->n, ctx);
  78         BN_CTX_free(ctx);
  79
  80         /* Encrypt the challenge with the public key. */
  81         rsa_public_encrypt(encrypted_challenge, challenge, pk);
  82
  83         /* Send the encrypted challenge to the client. */
  84         packet_start(SSH_SMSG_AUTH_RSA_CHALLENGE);
  85         packet_put_bignum(encrypted_challenge);
  86         packet_send();
  87         BN_clear_free(encrypted_challenge);
  88         packet_write_wait();
  89
  90         /* Wait for a response. */
  91         packet_read_expect(&plen, SSH_CMSG_AUTH_RSA_RESPONSE);
  92         packet_integrity_check(plen, 16, SSH_CMSG_AUTH_RSA_RESPONSE);
  93         for (i = 0; i < 16; i++)
  94                 response[i] = packet_get_char();
  95
  96         /* The response is MD5 of decrypted challenge plus session id. */
  97         len = BN_num_bytes(challenge);
  98         if (len <= 0 || len > 32)
  99                 fatal("auth_rsa_challenge_dialog: bad challenge length %d", len);
 100         memset(buf, 0, 32);
 101         BN_bn2bin(challenge, buf + 32 - len);
 102         MD5_Init(&md);
 103         MD5_Update(&md, buf, 32);
 104         MD5_Update(&md, session_id, 16);
 105         MD5_Final(mdbuf, &md);
 106         BN_clear_free(challenge);
 107
 108         /* Verify that the response is the original challenge. */
 109         if (memcmp(response, mdbuf, 16) != 0) {
 110                 /* Wrong answer. */
 111                 return 0;
 112         }
 113         /* Correct answer. */
 114         return 1;
 115 }
 116
 117 /*
 118  * Performs the RSA authentication dialog with the client.  This returns
 119  * 0 if the client could not be authenticated, and 1 if authentication was
 120  * successful.  This may exit if there is a serious protocol violation.
 121  */
 122
 123 int
 124 auth_rsa(struct passwd *pw, BIGNUM *client_n)
 125 {
 126         char line[8192], *file;
 127         int authenticated;
 128         u_int bits;
 129         FILE *f;
 130         u_long linenum = 0;
 131         struct stat st;
 132         Key *key;
 133         char *fp;
 134
 135         /* no user given */
 136         if (pw == NULL)
 137                 return 0;
 138
 139         /* Temporarily use the user's uid. */
 140         temporarily_use_uid(pw);
 141
 142         /* The authorized keys. */
 143         file = authorized_keys_file(pw);
 144         debug("trying public RSA key file %s", file);
 145
 146         /* Fail quietly if file does not exist */
 147         if (stat(file, &st) < 0) {
 148                 /* Restore the privileged uid. */
 149                 restore_uid();
 150                 xfree(file);
 151                 return 0;
 152         }
 153         /* Open the file containing the authorized keys. */
 154         f = fopen(file, "r");
 155         if (!f) {
 156                 /* Restore the privileged uid. */
 157                 restore_uid();
 158                 packet_send_debug("Could not open %.900s for reading.", file);
 159                 packet_send_debug("If your home is on an NFS volume, it may need to be world-readable.");
 160                 xfree(file);
 161                 return 0;
 162         }
 163         if (options.strict_modes &&
 164             secure_filename(f, file, pw, line, sizeof(line)) != 0) {
 165                 xfree(file);
 166                 fclose(f);
 167                 log("Authentication refused: %s", line);
 168                 packet_send_debug("Authentication refused: %s", line);
 169                 restore_uid();
 170                 return 0;
 171         }
 172         /* Flag indicating whether authentication has succeeded. */
 173         authenticated = 0;
 174
 175         key = key_new(KEY_RSA1);
 176
 177         /*
 178          * Go though the accepted keys, looking for the current key.  If
 179          * found, perform a challenge-response dialog to verify that the
 180          * user really has the corresponding private key.
 181          */
 182         while (fgets(line, sizeof(line), f)) {
 183                 char *cp;
 184                 char *options;
 185
 186                 linenum++;
 187
 188                 /* Skip leading whitespace, empty and comment lines. */
 189                 for (cp = line; *cp == ' ' || *cp == '\t'; cp++)
 190                         ;
 191                 if (!*cp || *cp == '\n' || *cp == '#')
 192                         continue;
 193
 194                 /*
 195                  * Check if there are options for this key, and if so,
 196                  * save their starting address and skip the option part
 197                  * for now.  If there are no options, set the starting
 198                  * address to NULL.
 199                  */
 200                 if (*cp < '0' || *cp > '9') {
 201                         int quoted = 0;
 202                         options = cp;
 203                         for (; *cp && (quoted || (*cp != ' ' && *cp != '\t')); cp++) {
 204                                 if (*cp == '\\' && cp[1] == '"')
 205                                         cp++;   /* Skip both */
 206                                 else if (*cp == '"')
 207                                         quoted = !quoted;
 208                         }
 209                 } else
 210                         options = NULL;
 211
 212                 /* Parse the key from the line. */
 213                 if (hostfile_read_key(&cp, &bits, key) == 0) {
 214                         debug("%.100s, line %lu: non ssh1 key syntax",
 215                             file, linenum);
 216                         continue;
 217                 }
 218                 /* cp now points to the comment part. */
 219
 220                 /* Check if the we have found the desired key (identified by its modulus). */
 221                 if (BN_cmp(key->rsa->n, client_n) != 0)
 222                         continue;
 223
 224                 /* check the real bits  */
 225                 if (bits != BN_num_bits(key->rsa->n))
 226                         log("Warning: %s, line %lu: keysize mismatch: "
 227                             "actual %d vs. announced %d.",
 228                             file, linenum, BN_num_bits(key->rsa->n), bits);
 229
 230                 /* We have found the desired key. */
 231                 /*
 232                  * If our options do not allow this key to be used,
 233                  * do not send challenge.
 234                  */
 235                 if (!auth_parse_options(pw, options, file, linenum))
 236                         continue;
 237
 238                 /* Perform the challenge-response dialog for this key. */
 239                 if (!auth_rsa_challenge_dialog(key->rsa)) {
 240                         /* Wrong response. */
 241                         verbose("Wrong response to RSA authentication challenge.");
 242                         packet_send_debug("Wrong response to RSA authentication challenge.");
 243                         /*
 244                          * Break out of the loop. Otherwise we might send
 245                          * another challenge and break the protocol.
 246                          */
 247                         break;
 248                 }
 249                 /*
 250                  * Correct response.  The client has been successfully
 251                  * authenticated. Note that we have not yet processed the
 252                  * options; this will be reset if the options cause the
 253                  * authentication to be rejected.
 254                  * Break out of the loop if authentication was successful;
 255                  * otherwise continue searching.
 256                  */
 257                 authenticated = 1;
 258
 259                 fp = key_fingerprint(key, SSH_FP_MD5, SSH_FP_HEX);
 260                 verbose("Found matching %s key: %s",
 261                     key_type(key), fp);
 262                 xfree(fp);
 263
 264                 break;
 265         }
 266
 267         /* Restore the privileged uid. */
 268         restore_uid();
 269
 270         /* Close the file. */
 271         xfree(file);
 272         fclose(f);
 273
 274         key_free(key);
 275
 276         if (authenticated)
 277                 packet_send_debug("RSA authentication accepted.");
 278         else
 279                 auth_clear_options();
 280
 281         /* Return authentication result. */
 282         return authenticated;
 283 }