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 1.51 2002/03/14 16:56:33 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
  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 static BIGNUM *
  56 auth_rsa_generate_challenge(Key *key)
  57 {
  58         BIGNUM *challenge;
  59         BN_CTX *ctx;
  60
  61         if ((challenge = BN_new()) == NULL)
  62                 fatal("auth_rsa_generate_challenge: BN_new() failed");
  63         /* Generate a random challenge. */
  64         BN_rand(challenge, 256, 0, 0);
  65         if ((ctx = BN_CTX_new()) == NULL)
  66                 fatal("auth_rsa_generate_challenge: BN_CTX_new() failed");
  67         BN_mod(challenge, challenge, key->rsa->n, ctx);
  68         BN_CTX_free(ctx);
  69
  70         return challenge;
  71 }
  72
  73 static int
  74 auth_rsa_verify_response(Key *key, BIGNUM *challenge, u_char response[16])
  75 {
  76         u_char buf[32], mdbuf[16];
  77         MD5_CTX md;
  78         int len;
  79
  80         /* The response is MD5 of decrypted challenge plus session id. */
  81         len = BN_num_bytes(challenge);
  82         if (len <= 0 || len > 32)
  83                 fatal("auth_rsa_verify_response: bad challenge length %d", len);
  84         memset(buf, 0, 32);
  85         BN_bn2bin(challenge, buf + 32 - len);
  86         MD5_Init(&md);
  87         MD5_Update(&md, buf, 32);
  88         MD5_Update(&md, session_id, 16);
  89         MD5_Final(mdbuf, &md);
  90
  91         /* Verify that the response is the original challenge. */
  92         if (memcmp(response, mdbuf, 16) != 0) {
  93                 /* Wrong answer. */
  94                 return (0);
  95         }
  96         /* Correct answer. */
  97         return (1);
  98 }
  99
 100 /*
 101  * Performs the RSA authentication challenge-response dialog with the client,
 102  * and returns true (non-zero) if the client gave the correct answer to
 103  * our challenge; returns zero if the client gives a wrong answer.
 104  */
 105
 106 int
 107 auth_rsa_challenge_dialog(Key *key)
 108 {
 109         BIGNUM *challenge, *encrypted_challenge;
 110         u_char response[16];
 111         int i, success;
 112
 113         if ((encrypted_challenge = BN_new()) == NULL)
 114                 fatal("auth_rsa_challenge_dialog: BN_new() failed");
 115
 116         challenge = auth_rsa_generate_challenge(key);
 117
 118         /* Encrypt the challenge with the public key. */
 119         rsa_public_encrypt(encrypted_challenge, challenge, key->rsa);
 120
 121         /* Send the encrypted challenge to the client. */
 122         packet_start(SSH_SMSG_AUTH_RSA_CHALLENGE);
 123         packet_put_bignum(encrypted_challenge);
 124         packet_send();
 125         BN_clear_free(encrypted_challenge);
 126         packet_write_wait();
 127
 128         /* Wait for a response. */
 129         packet_read_expect(SSH_CMSG_AUTH_RSA_RESPONSE);
 130         for (i = 0; i < 16; i++)
 131                 response[i] = packet_get_char();
 132         packet_check_eom();
 133
 134         success = auth_rsa_verify_response(key, challenge, response);
 135         BN_clear_free(challenge);
 136         return (success);
 137 }
 138
 139 /*
 140  * check if there's user key matching client_n,
 141  * return key if login is allowed, NULL otherwise
 142  */
 143
 144 static int
 145 auth_rsa_key_allowed(struct passwd *pw, BIGNUM *client_n, Key **rkey)
 146 {
 147         char line[8192], *file;
 148         int allowed;
 149         u_int bits;
 150         FILE *f;
 151         u_long linenum = 0;
 152         struct stat st;
 153         Key *key;
 154
 155         /* Temporarily use the user's uid. */
 156         temporarily_use_uid(pw);
 157
 158         /* The authorized keys. */
 159         file = authorized_keys_file(pw);
 160         debug("trying public RSA key file %s", file);
 161
 162         /* Fail quietly if file does not exist */
 163         if (stat(file, &st) < 0) {
 164                 /* Restore the privileged uid. */
 165                 restore_uid();
 166                 xfree(file);
 167                 return (NULL);
 168         }
 169         /* Open the file containing the authorized keys. */
 170         f = fopen(file, "r");
 171         if (!f) {
 172                 /* Restore the privileged uid. */
 173                 restore_uid();
 174                 xfree(file);
 175                 return (NULL);
 176         }
 177         if (options.strict_modes &&
 178             secure_filename(f, file, pw, line, sizeof(line)) != 0) {
 179                 xfree(file);
 180                 fclose(f);
 181                 log("Authentication refused: %s", line);
 182                 restore_uid();
 183                 return (NULL);
 184         }
 185
 186         /* Flag indicating whether the key is allowed. */
 187         allowed = 0;
 188
 189         key = key_new(KEY_RSA1);
 190
 191         /*
 192          * Go though the accepted keys, looking for the current key.  If
 193          * found, perform a challenge-response dialog to verify that the
 194          * user really has the corresponding private key.
 195          */
 196         while (fgets(line, sizeof(line), f)) {
 197                 char *cp;
 198                 char *options;
 199
 200                 linenum++;
 201
 202                 /* Skip leading whitespace, empty and comment lines. */
 203                 for (cp = line; *cp == ' ' || *cp == '\t'; cp++)
 204                         ;
 205                 if (!*cp || *cp == '\n' || *cp == '#')
 206                         continue;
 207
 208                 /*
 209                  * Check if there are options for this key, and if so,
 210                  * save their starting address and skip the option part
 211                  * for now.  If there are no options, set the starting
 212                  * address to NULL.
 213                  */
 214                 if (*cp < '0' || *cp > '9') {
 215                         int quoted = 0;
 216                         options = cp;
 217                         for (; *cp && (quoted || (*cp != ' ' && *cp != '\t')); cp++) {
 218                                 if (*cp == '\\' && cp[1] == '"')
 219                                         cp++;   /* Skip both */
 220                                 else if (*cp == '"')
 221                                         quoted = !quoted;
 222                         }
 223                 } else
 224                         options = NULL;
 225
 226                 /* Parse the key from the line. */
 227                 if (hostfile_read_key(&cp, &bits, key) == 0) {
 228                         debug("%.100s, line %lu: non ssh1 key syntax",
 229                             file, linenum);
 230                         continue;
 231                 }
 232                 /* cp now points to the comment part. */
 233
 234                 /* Check if the we have found the desired key (identified by its modulus). */
 235                 if (BN_cmp(key->rsa->n, client_n) != 0)
 236                         continue;
 237
 238                 /* check the real bits  */
 239                 if (bits != BN_num_bits(key->rsa->n))
 240                         log("Warning: %s, line %lu: keysize mismatch: "
 241                             "actual %d vs. announced %d.",
 242                             file, linenum, BN_num_bits(key->rsa->n), bits);
 243
 244                 /* We have found the desired key. */
 245                 /*
 246                  * If our options do not allow this key to be used,
 247                  * do not send challenge.
 248                  */
 249                 if (!auth_parse_options(pw, options, file, linenum))
 250                         continue;
 251
 252                 /* break out, this key is allowed */
 253                 allowed = 1;
 254                 break;
 255         }
 256
 257         /* Restore the privileged uid. */
 258         restore_uid();
 259
 260         /* Close the file. */
 261         xfree(file);
 262         fclose(f);
 263
 264         /* return key if allowed */
 265         if (allowed && rkey != NULL)
 266                 *rkey = key;
 267         else
 268                 key_free(key);
 269         return (allowed);
 270 }
 271
 272 /*
 273  * Performs the RSA authentication dialog with the client.  This returns
 274  * 0 if the client could not be authenticated, and 1 if authentication was
 275  * successful.  This may exit if there is a serious protocol violation.
 276  */
 277 int
 278 auth_rsa(struct passwd *pw, BIGNUM *client_n)
 279 {
 280         Key *key;
 281         char *fp;
 282
 283         /* no user given */
 284         if (pw == NULL)
 285                 return 0;
 286
 287         if (auth_rsa_key_allowed(pw, client_n, &key) == 0) {
 288                 auth_clear_options();
 289                 return (0);
 290         }
 291
 292         /* Perform the challenge-response dialog for this key. */
 293         if (!auth_rsa_challenge_dialog(key)) {
 294                 /* Wrong response. */
 295                 verbose("Wrong response to RSA authentication challenge.");
 296                 packet_send_debug("Wrong response to RSA authentication challenge.");
 297                 /*
 298                  * Break out of the loop. Otherwise we might send
 299                  * another challenge and break the protocol.
 300                  */
 301                 key_free(key);
 302                 return (0);
 303         }
 304         /*
 305          * Correct response.  The client has been successfully
 306          * authenticated. Note that we have not yet processed the
 307          * options; this will be reset if the options cause the
 308          * authentication to be rejected.
 309          */
 310         fp = key_fingerprint(key, SSH_FP_MD5, SSH_FP_HEX);
 311         verbose("Found matching %s key: %s",
 312             key_type(key), fp);
 313         xfree(fp);
 314         key_free(key);
 315
 316         packet_send_debug("RSA authentication accepted.");
 317         return (1);
 318 }