sshd.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 program is the ssh daemon.  It listens for connections from clients,
   6  * and performs authentication, executes use commands or shell, and forwards
   7  * information to/from the application to the user client over an encrypted
   8  * connection.  This can also handle forwarding of X11, TCP/IP, and
   9  * authentication agent connections.
  10  *
  11  * As far as I am concerned, the code I have written for this software
  12  * can be used freely for any purpose.  Any derived versions of this
  13  * software must be clearly marked as such, and if the derived work is
  14  * incompatible with the protocol description in the RFC file, it must be
  15  * called by a name other than "ssh" or "Secure Shell".
  16  *
  17  * SSH2 implementation:
  18  *
  19  * Copyright (c) 2000 Markus Friedl.  All rights reserved.
  20  *
  21  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  22  * modification, are permitted provided that the following conditions
  23  * are met:
  24  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  25  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  26  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  28  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  29  *
  30  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  31  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  32  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  33  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  34  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  35  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  36  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  37  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  38  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  39  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  40  */
  41
  42 #include "includes.h"
  43 RCSID("$OpenBSD: sshd.c,v 1.146 2001/01/07 11:28:07 markus Exp $");
  44
  45 #include "xmalloc.h"
  46 #include "rsa.h"
  47 #include "ssh.h"
  48 #include "pty.h"
  49 #include "packet.h"
  50 #include "mpaux.h"
  51 #include "servconf.h"
  52 #include "uidswap.h"
  53 #include "compat.h"
  54 #include "buffer.h"
  55
  56 #include "ssh2.h"
  57 #include <openssl/dh.h>
  58 #include <openssl/bn.h>
  59 #include <openssl/hmac.h>
  60 #include "kex.h"
  61 #include <openssl/dsa.h>
  62 #include <openssl/rsa.h>
  63 #include "key.h"
  64 #include "dh.h"
  65
  66 #include "auth.h"
  67 #include "myproposal.h"
  68 #include "authfile.h"
  69
  70 #ifdef LIBWRAP
  71 #include <tcpd.h>
  72 #include <syslog.h>
  73 int allow_severity = LOG_INFO;
  74 int deny_severity = LOG_WARNING;
  75 #endif /* LIBWRAP */
  76
  77 #ifndef O_NOCTTY
  78 #define O_NOCTTY        0
  79 #endif
  80
  81 #ifdef HAVE___PROGNAME
  82 extern char *__progname;
  83 #else
  84 char *__progname;
  85 #endif
  86
  87 /* Server configuration options. */
  88 ServerOptions options;
  89
  90 /* Name of the server configuration file. */
  91 char *config_file_name = SERVER_CONFIG_FILE;
  92
  93 /*
  94  * Flag indicating whether IPv4 or IPv6.  This can be set on the command line.
  95  * Default value is AF_UNSPEC means both IPv4 and IPv6.
  96  */
  97 #ifdef IPV4_DEFAULT
  98 int IPv4or6 = AF_INET;
  99 #else
 100 int IPv4or6 = AF_UNSPEC;
 101 #endif
 102
 103 /*
 104  * Debug mode flag.  This can be set on the command line.  If debug
 105  * mode is enabled, extra debugging output will be sent to the system
 106  * log, the daemon will not go to background, and will exit after processing
 107  * the first connection.
 108  */
 109 int debug_flag = 0;
 110
 111 /* Flag indicating that the daemon is being started from inetd. */
 112 int inetd_flag = 0;
 113
 114 /* Flag indicating that sshd should not detach and become a daemon. */
 115 int no_daemon_flag = 0;
 116
 117 /* debug goes to stderr unless inetd_flag is set */
 118 int log_stderr = 0;
 119
 120 /* Saved arguments to main(). */
 121 char **saved_argv;
 122 int saved_argc;
 123
 124 /*
 125  * The sockets that the server is listening; this is used in the SIGHUP
 126  * signal handler.
 127  */
 128 #define MAX_LISTEN_SOCKS        16
 129 int listen_socks[MAX_LISTEN_SOCKS];
 130 int num_listen_socks = 0;
 131
 132 /*
 133  * the client's version string, passed by sshd2 in compat mode. if != NULL,
 134  * sshd will skip the version-number exchange
 135  */
 136 char *client_version_string = NULL;
 137 char *server_version_string = NULL;
 138
 139 /*
 140  * Any really sensitive data in the application is contained in this
 141  * structure. The idea is that this structure could be locked into memory so
 142  * that the pages do not get written into swap.  However, there are some
 143  * problems. The private key contains BIGNUMs, and we do not (in principle)
 144  * have access to the internals of them, and locking just the structure is
 145  * not very useful.  Currently, memory locking is not implemented.
 146  */
 147 struct {
 148         Key     *server_key;            /* empheral server key */
 149         Key     *ssh1_host_key;         /* ssh1 host key */
 150         Key     **host_keys;            /* all private host keys */
 151         int     have_ssh1_key;
 152         int     have_ssh2_key;
 153 } sensitive_data;
 154
 155 /*
 156  * Flag indicating whether the current session key has been used.  This flag
 157  * is set whenever the key is used, and cleared when the key is regenerated.
 158  */
 159 int key_used = 0;
 160
 161 /* This is set to true when SIGHUP is received. */
 162 int received_sighup = 0;
 163
 164 /* session identifier, used by RSA-auth */
 165 u_char session_id[16];
 166
 167 /* same for ssh2 */
 168 u_char *session_id2 = NULL;
 169 int session_id2_len = 0;
 170
 171 /* record remote hostname or ip */
 172 u_int utmp_len = MAXHOSTNAMELEN;
 173
 174 /* Prototypes for various functions defined later in this file. */
 175 void do_ssh1_kex(void);
 176 void do_ssh2_kex(void);
 177
 178 void ssh_dh1_server(Kex *, Buffer *_kexinit, Buffer *);
 179 void ssh_dhgex_server(Kex *, Buffer *_kexinit, Buffer *);
 180
 181 /*
 182  * Close all listening sockets
 183  */
 184 void
 185 close_listen_socks(void)
 186 {
 187         int i;
 188         for (i = 0; i < num_listen_socks; i++)
 189                 close(listen_socks[i]);
 190         num_listen_socks = -1;
 191 }
 192
 193 /*
 194  * Signal handler for SIGHUP.  Sshd execs itself when it receives SIGHUP;
 195  * the effect is to reread the configuration file (and to regenerate
 196  * the server key).
 197  */
 198 void
 199 sighup_handler(int sig)
 200 {
 201         received_sighup = 1;
 202         signal(SIGHUP, sighup_handler);
 203 }
 204
 205 /*
 206  * Called from the main program after receiving SIGHUP.
 207  * Restarts the server.
 208  */
 209 void
 210 sighup_restart()
 211 {
 212         log("Received SIGHUP; restarting.");
 213         close_listen_socks();
 214         execv(saved_argv[0], saved_argv);
 215         log("RESTART FAILED: av[0]='%.100s', error: %.100s.", saved_argv[0], strerror(errno));
 216         exit(1);
 217 }
 218
 219 /*
 220  * Generic signal handler for terminating signals in the master daemon.
 221  * These close the listen socket; not closing it seems to cause "Address
 222  * already in use" problems on some machines, which is inconvenient.
 223  */
 224 void
 225 sigterm_handler(int sig)
 226 {
 227         log("Received signal %d; terminating.", sig);
 228         close_listen_socks();
 229         unlink(options.pid_file);
 230         exit(255);
 231 }
 232
 233 /*
 234  * SIGCHLD handler.  This is called whenever a child dies.  This will then
 235  * reap any zombies left by exited c.
 236  */
 237 void
 238 main_sigchld_handler(int sig)
 239 {
 240         int save_errno = errno;
 241         int status;
 242
 243         while (waitpid(-1, &status, WNOHANG) > 0)
 244                 ;
 245
 246         signal(SIGCHLD, main_sigchld_handler);
 247         errno = save_errno;
 248 }
 249
 250 /*
 251  * Signal handler for the alarm after the login grace period has expired.
 252  */
 253 void
 254 grace_alarm_handler(int sig)
 255 {
 256         /* Close the connection. */
 257         packet_close();
 258
 259         /* Log error and exit. */
 260         fatal("Timeout before authentication for %s.", get_remote_ipaddr());
 261 }
 262
 263 /*
 264  * Signal handler for the key regeneration alarm.  Note that this
 265  * alarm only occurs in the daemon waiting for connections, and it does not
 266  * do anything with the private key or random state before forking.
 267  * Thus there should be no concurrency control/asynchronous execution
 268  * problems.
 269  */
 270 /* XXX do we really want this work to be done in a signal handler ? -m */
 271 void
 272 generate_empheral_server_key(void)
 273 {
 274         log("Generating %s%d bit RSA key.", sensitive_data.server_key ? "new " : "",
 275             options.server_key_bits);
 276         if (sensitive_data.server_key != NULL)
 277                 key_free(sensitive_data.server_key);
 278         sensitive_data.server_key = key_generate(KEY_RSA1, options.server_key_bits);
 279         arc4random_stir();
 280         log("RSA key generation complete.");
 281 }
 282 void
 283 key_regeneration_alarm(int sig)
 284 {
 285         int save_errno = errno;
 286
 287         /* Check if we should generate a new key. */
 288         if (key_used) {
 289                 /* This should really be done in the background. */
 290                 generate_empheral_server_key();
 291                 key_used = 0;
 292         }
 293         /* Reschedule the alarm. */
 294         signal(SIGALRM, key_regeneration_alarm);
 295         alarm(options.key_regeneration_time);
 296         errno = save_errno;
 297 }
 298
 299 void
 300 sshd_exchange_identification(int sock_in, int sock_out)
 301 {
 302         int i, mismatch;
 303         int remote_major, remote_minor;
 304         int major, minor;
 305         char *s;
 306         char buf[256];                  /* Must not be larger than remote_version. */
 307         char remote_version[256];       /* Must be at least as big as buf. */
 308
 309         if ((options.protocol & SSH_PROTO_1) &&
 310             (options.protocol & SSH_PROTO_2)) {
 311                 major = PROTOCOL_MAJOR_1;
 312                 minor = 99;
 313         } else if (options.protocol & SSH_PROTO_2) {
 314                 major = PROTOCOL_MAJOR_2;
 315                 minor = PROTOCOL_MINOR_2;
 316         } else {
 317                 major = PROTOCOL_MAJOR_1;
 318                 minor = PROTOCOL_MINOR_1;
 319         }
 320         snprintf(buf, sizeof buf, "SSH-%d.%d-%.100s\n", major, minor, SSH_VERSION);
 321         server_version_string = xstrdup(buf);
 322
 323         if (client_version_string == NULL) {
 324                 /* Send our protocol version identification. */
 325                 if (atomicio(write, sock_out, server_version_string, strlen(server_version_string))
 326                     != strlen(server_version_string)) {
 327                         log("Could not write ident string to %s.", get_remote_ipaddr());
 328                         fatal_cleanup();
 329                 }
 330
 331                 /* Read other side\'s version identification. */
 332                 for (i = 0; i < sizeof(buf) - 1; i++) {
 333                         if (atomicio(read, sock_in, &buf[i], 1) != 1) {
 334                                 log("Did not receive ident string from %s.", get_remote_ipaddr());
 335                                 fatal_cleanup();
 336                         }
 337                         if (buf[i] == '\r') {
 338                                 buf[i] = '\n';
 339                                 buf[i + 1] = 0;
 340                                 /* Kludge for F-Secure Macintosh < 1.0.2 */
 341                                 if (i == 12 &&
 342                                     strncmp(buf, "SSH-1.5-W1.0", 12) == 0)
 343                                         break;
 344                                 continue;
 345                         }
 346                         if (buf[i] == '\n') {
 347                                 /* buf[i] == '\n' */
 348                                 buf[i + 1] = 0;
 349                                 break;
 350                         }
 351                 }
 352                 buf[sizeof(buf) - 1] = 0;
 353                 client_version_string = xstrdup(buf);
 354         }
 355
 356         /*
 357          * Check that the versions match.  In future this might accept
 358          * several versions and set appropriate flags to handle them.
 359          */
 360         if (sscanf(client_version_string, "SSH-%d.%d-%[^\n]\n",
 361             &remote_major, &remote_minor, remote_version) != 3) {
 362                 s = "Protocol mismatch.\n";
 363                 (void) atomicio(write, sock_out, s, strlen(s));
 364                 close(sock_in);
 365                 close(sock_out);
 366                 log("Bad protocol version identification '%.100s' from %s",
 367                     client_version_string, get_remote_ipaddr());
 368                 fatal_cleanup();
 369         }
 370         debug("Client protocol version %d.%d; client software version %.100s",
 371               remote_major, remote_minor, remote_version);
 372
 373         compat_datafellows(remote_version);
 374
 375         mismatch = 0;
 376         switch(remote_major) {
 377         case 1:
 378                 if (remote_minor == 99) {
 379                         if (options.protocol & SSH_PROTO_2)
 380                                 enable_compat20();
 381                         else
 382                                 mismatch = 1;
 383                         break;
 384                 }
 385                 if (!(options.protocol & SSH_PROTO_1)) {
 386                         mismatch = 1;
 387                         break;
 388                 }
 389                 if (remote_minor < 3) {
 390                         packet_disconnect("Your ssh version is too old and "
 391                             "is no longer supported.  Please install a newer version.");
 392                 } else if (remote_minor == 3) {
 393                         /* note that this disables agent-forwarding */
 394                         enable_compat13();
 395                 }
 396                 break;
 397         case 2:
 398                 if (options.protocol & SSH_PROTO_2) {
 399                         enable_compat20();
 400                         break;
 401                 }
 402                 /* FALLTHROUGH */
 403         default:
 404                 mismatch = 1;
 405                 break;
 406         }
 407         chop(server_version_string);
 408         chop(client_version_string);
 409         debug("Local version string %.200s", server_version_string);
 410
 411         if (mismatch) {
 412                 s = "Protocol major versions differ.\n";
 413                 (void) atomicio(write, sock_out, s, strlen(s));
 414                 close(sock_in);
 415                 close(sock_out);
 416                 log("Protocol major versions differ for %s: %.200s vs. %.200s",
 417                     get_remote_ipaddr(),
 418                     server_version_string, client_version_string);
 419                 fatal_cleanup();
 420         }
 421         if (compat20)
 422                 packet_set_ssh2_format();
 423 }
 424
 425
 426 /* Destroy the host and server keys.  They will no longer be needed. */
 427 void
 428 destroy_sensitive_data(void)
 429 {
 430         int i;
 431
 432         if (sensitive_data.server_key) {
 433                 key_free(sensitive_data.server_key);
 434                 sensitive_data.server_key = NULL;
 435         }
 436         for(i = 0; i < options.num_host_key_files; i++) {
 437                 if (sensitive_data.host_keys[i]) {
 438                         key_free(sensitive_data.host_keys[i]);
 439                         sensitive_data.host_keys[i] = NULL;
 440                 }
 441         }
 442         sensitive_data.ssh1_host_key = NULL;
 443 }
 444 Key *
 445 load_private_key_autodetect(const char *filename)
 446 {
 447         struct stat st;
 448         int type;
 449         Key *public, *private;
 450
 451         if (stat(filename, &st) < 0) {
 452                 perror(filename);
 453                 return NULL;
 454         }
 455         /*
 456          * try to load the public key. right now this only works for RSA1,
 457          * since SSH2 keys are fully encrypted
 458          */
 459         type = KEY_RSA1;
 460         public = key_new(type);
 461         if (!load_public_key(filename, public, NULL)) {
 462                 /* ok, so we will assume this is 'some' key */
 463                 type = KEY_UNSPEC;
 464         }
 465         key_free(public);
 466
 467         /* Ok, try key with empty passphrase */
 468         private = key_new(type);
 469         if (load_private_key(filename, "", private, NULL)) {
 470                 debug("load_private_key_autodetect: type %d %s",
 471                     private->type, key_type(private));
 472                 return private;
 473         }
 474         key_free(private);
 475         return NULL;
 476 }
 477
 478 char *
 479 list_hostkey_types(void)
 480 {
 481         static char buf[1024];
 482         int i;
 483         buf[0] = '\0';
 484         for(i = 0; i < options.num_host_key_files; i++) {
 485                 Key *key = sensitive_data.host_keys[i];
 486                 if (key == NULL)
 487                         continue;
 488                 switch(key->type) {
 489                 case KEY_RSA:
 490                 case KEY_DSA:
 491                         strlcat(buf, key_ssh_name(key), sizeof buf);
 492                         strlcat(buf, ",", sizeof buf);
 493                         break;
 494                 }
 495         }
 496         i = strlen(buf);
 497         if (i > 0 && buf[i-1] == ',')
 498                 buf[i-1] = '\0';
 499         debug("list_hostkey_types: %s", buf);
 500         return buf;
 501 }
 502
 503 Key *
 504 get_hostkey_by_type(int type)
 505 {
 506         int i;
 507         for(i = 0; i < options.num_host_key_files; i++) {
 508                 Key *key = sensitive_data.host_keys[i];
 509                 if (key != NULL && key->type == type)
 510                         return key;
 511         }
 512         return NULL;
 513 }
 514
 515 /*
 516  * returns 1 if connection should be dropped, 0 otherwise.
 517  * dropping starts at connection #max_startups_begin with a probability
 518  * of (max_startups_rate/100). the probability increases linearly until
 519  * all connections are dropped for startups > max_startups
 520  */
 521 int
 522 drop_connection(int startups)
 523 {
 524         double p, r;
 525
 526         if (startups < options.max_startups_begin)
 527                 return 0;
 528         if (startups >= options.max_startups)
 529                 return 1;
 530         if (options.max_startups_rate == 100)
 531                 return 1;
 532
 533         p  = 100 - options.max_startups_rate;
 534         p *= startups - options.max_startups_begin;
 535         p /= (double) (options.max_startups - options.max_startups_begin);
 536         p += options.max_startups_rate;
 537         p /= 100.0;
 538         r = arc4random() / (double) UINT_MAX;
 539
 540         debug("drop_connection: p %g, r %g", p, r);
 541         return (r < p) ? 1 : 0;
 542 }
 543
 544 int *startup_pipes = NULL;      /* options.max_startup sized array of fd ints */
 545 int startup_pipe;               /* in child */
 546
 547 /*
 548  * Main program for the daemon.
 549  */
 550 int
 551 main(int ac, char **av)
 552 {
 553         extern char *optarg;
 554         extern int optind;
 555         int opt, sock_in = 0, sock_out = 0, newsock, j, i, fdsetsz, on = 1;
 556         pid_t pid;
 557         socklen_t fromlen;
 558         int silent = 0;
 559         fd_set *fdset;
 560         struct sockaddr_storage from;
 561         const char *remote_ip;
 562         int remote_port;
 563         FILE *f;
 564         struct linger linger;
 565         struct addrinfo *ai;
 566         char ntop[NI_MAXHOST], strport[NI_MAXSERV];
 567         int listen_sock, maxfd;
 568         int startup_p[2];
 569         int startups = 0;
 570
 571         __progname = get_progname(av[0]);
 572         init_rng();
 573
 574         /* Save argv. */
 575         saved_argc = ac;
 576         saved_argv = av;
 577
 578         /* Initialize configuration options to their default values. */
 579         initialize_server_options(&options);
 580
 581         /* Parse command-line arguments. */
 582         while ((opt = getopt(ac, av, "f:p:b:k:h:g:V:u:dDiqQ46")) != EOF) {
 583                 switch (opt) {
 584                 case '4':
 585                         IPv4or6 = AF_INET;
 586                         break;
 587                 case '6':
 588                         IPv4or6 = AF_INET6;
 589                         break;
 590                 case 'f':
 591                         config_file_name = optarg;
 592                         break;
 593                 case 'd':
 594                         if (0 == debug_flag) {
 595                                 debug_flag = 1;
 596                                 options.log_level = SYSLOG_LEVEL_DEBUG1;
 597                         } else if (options.log_level < SYSLOG_LEVEL_DEBUG3) {
 598                                 options.log_level++;
 599                         } else {
 600                                 fprintf(stderr, "Too high debugging level.\n");
 601                                 exit(1);
 602                         }
 603                         break;
 604                 case 'D':
 605                         no_daemon_flag = 1;
 606                         break;
 607                 case 'i':
 608                         inetd_flag = 1;
 609                         break;
 610                 case 'Q':
 611                         silent = 1;
 612                         break;
 613                 case 'q':
 614                         options.log_level = SYSLOG_LEVEL_QUIET;
 615                         break;
 616                 case 'b':
 617                         options.server_key_bits = atoi(optarg);
 618                         break;
 619                 case 'p':
 620                         options.ports_from_cmdline = 1;
 621                         if (options.num_ports >= MAX_PORTS) {
 622                                 fprintf(stderr, "too many ports.\n");
 623                                 exit(1);
 624                         }
 625                         options.ports[options.num_ports++] = atoi(optarg);
 626                         break;
 627                 case 'g':
 628                         options.login_grace_time = atoi(optarg);
 629                         break;
 630                 case 'k':
 631                         options.key_regeneration_time = atoi(optarg);
 632                         break;
 633                 case 'h':
 634                         if (options.num_host_key_files >= MAX_HOSTKEYS) {
 635                                 fprintf(stderr, "too many host keys.\n");
 636                                 exit(1);
 637                         }
 638                         options.host_key_files[options.num_host_key_files++] = optarg;
 639                         break;
 640                 case 'V':
 641                         client_version_string = optarg;
 642                         /* only makes sense with inetd_flag, i.e. no listen() */
 643                         inetd_flag = 1;
 644                         break;
 645                 case 'u':
 646                         utmp_len = atoi(optarg);
 647                         break;
 648                 case '?':
 649                 default:
 650                         fprintf(stderr, "sshd version %s\n", SSH_VERSION);
 651                         fprintf(stderr, "Usage: %s [options]\n", __progname);
 652                         fprintf(stderr, "Options:\n");
 653                         fprintf(stderr, "  -f file    Configuration file (default %s)\n", SERVER_CONFIG_FILE);
 654                         fprintf(stderr, "  -d         Debugging mode (multiple -d means more debugging)\n");
 655                         fprintf(stderr, "  -i         Started from inetd\n");
 656                         fprintf(stderr, "  -D         Do not fork into daemon mode\n");
 657                         fprintf(stderr, "  -q         Quiet (no logging)\n");
 658                         fprintf(stderr, "  -p port    Listen on the specified port (default: 22)\n");
 659                         fprintf(stderr, "  -k seconds Regenerate server key every this many seconds (default: 3600)\n");
 660                         fprintf(stderr, "  -g seconds Grace period for authentication (default: 600)\n");
 661                         fprintf(stderr, "  -b bits    Size of server RSA key (default: 768 bits)\n");
 662                         fprintf(stderr, "  -h file    File from which to read host key (default: %s)\n",
 663                             HOST_KEY_FILE);
 664                         fprintf(stderr, "  -u len     Maximum hostname length for utmp recording\n");
 665                         fprintf(stderr, "  -4         Use IPv4 only\n");
 666                         fprintf(stderr, "  -6         Use IPv6 only\n");
 667                         exit(1);
 668                 }
 669         }
 670
 671         /*
 672          * Force logging to stderr until we have loaded the private host
 673          * key (unless started from inetd)
 674          */
 675         log_init(__progname,
 676             options.log_level == -1 ? SYSLOG_LEVEL_NOTICE : options.log_level,
 677             options.log_facility == -1 ? SYSLOG_FACILITY_AUTH : options.log_facility,
 678             !silent && !inetd_flag);
 679
 680         /* Read server configuration options from the configuration file. */
 681         read_server_config(&options, config_file_name);
 682
 683         /* Fill in default values for those options not explicitly set. */
 684         fill_default_server_options(&options);
 685
 686         /* Check that there are no remaining arguments. */
 687         if (optind < ac) {
 688                 fprintf(stderr, "Extra argument %s.\n", av[optind]);
 689                 exit(1);
 690         }
 691
 692         debug("sshd version %.100s", SSH_VERSION);
 693
 694         /* load private host keys */
 695         sensitive_data.host_keys = xmalloc(options.num_host_key_files*sizeof(Key*));
 696         for(i = 0; i < options.num_host_key_files; i++)
 697                 sensitive_data.host_keys[i] = NULL;
 698         sensitive_data.server_key = NULL;
 699         sensitive_data.ssh1_host_key = NULL;
 700         sensitive_data.have_ssh1_key = 0;
 701         sensitive_data.have_ssh2_key = 0;
 702
 703         for(i = 0; i < options.num_host_key_files; i++) {
 704                 Key *key = load_private_key_autodetect(options.host_key_files[i]);
 705                 if (key == NULL) {
 706                         error("Could not load host key: %.200s: %.100s",
 707                             options.host_key_files[i], strerror(errno));
 708                         continue;
 709                 }
 710                 switch(key->type){
 711                 case KEY_RSA1:
 712                         sensitive_data.ssh1_host_key = key;
 713                         sensitive_data.have_ssh1_key = 1;
 714                         break;
 715                 case KEY_RSA:
 716                 case KEY_DSA:
 717                         sensitive_data.have_ssh2_key = 1;
 718                         break;
 719                 }
 720                 sensitive_data.host_keys[i] = key;
 721         }
 722         if ((options.protocol & SSH_PROTO_1) && !sensitive_data.have_ssh1_key) {
 723                 log("Disabling protocol version 1. Could not load host key");
 724                 options.protocol &= ~SSH_PROTO_1;
 725         }
 726         if ((options.protocol & SSH_PROTO_2) && !sensitive_data.have_ssh2_key) {
 727                 log("Disabling protocol version 2. Could not load host key");
 728                 options.protocol &= ~SSH_PROTO_2;
 729         }
 730         if (! options.protocol & (SSH_PROTO_1|SSH_PROTO_2)) {
 731                 if (silent == 0)
 732                         fprintf(stderr, "sshd: no hostkeys available -- exiting.\n");
 733                 log("sshd: no hostkeys available -- exiting.\n");
 734                 exit(1);
 735         }
 736
 737         /* Check certain values for sanity. */
 738         if (options.protocol & SSH_PROTO_1) {
 739                 if (options.server_key_bits < 512 ||
 740                     options.server_key_bits > 32768) {
 741                         fprintf(stderr, "Bad server key size.\n");
 742                         exit(1);
 743                 }
 744                 /*
 745                  * Check that server and host key lengths differ sufficiently. This
 746                  * is necessary to make double encryption work with rsaref. Oh, I
 747                  * hate software patents. I dont know if this can go? Niels
 748                  */
 749                 if (options.server_key_bits >
 750                     BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n) - SSH_KEY_BITS_RESERVED &&
 751                     options.server_key_bits <
 752                     BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n) + SSH_KEY_BITS_RESERVED) {
 753                         options.server_key_bits =
 754                             BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n) + SSH_KEY_BITS_RESERVED;
 755                         debug("Forcing server key to %d bits to make it differ from host key.",
 756                             options.server_key_bits);
 757                 }
 758         }
 759
 760 #ifdef HAVE_SCO_PROTECTED_PW
 761         (void) set_auth_parameters(ac, av);
 762 #endif
 763
 764         /* Initialize the log (it is reinitialized below in case we forked). */
 765         if (debug_flag && !inetd_flag)
 766                 log_stderr = 1;
 767         log_init(__progname, options.log_level, options.log_facility, log_stderr);
 768
 769         /*
 770          * If not in debugging mode, and not started from inetd, disconnect
 771          * from the controlling terminal, and fork.  The original process
 772          * exits.
 773          */
 774         if (!(debug_flag || inetd_flag || no_daemon_flag)) {
 775 #ifdef TIOCNOTTY
 776                 int fd;
 777 #endif /* TIOCNOTTY */
 778                 if (daemon(0, 0) < 0)
 779                         fatal("daemon() failed: %.200s", strerror(errno));
 780
 781                 /* Disconnect from the controlling tty. */
 782 #ifdef TIOCNOTTY
 783                 fd = open("/dev/tty", O_RDWR | O_NOCTTY);
 784                 if (fd >= 0) {
 785                         (void) ioctl(fd, TIOCNOTTY, NULL);
 786                         close(fd);
 787                 }
 788 #endif /* TIOCNOTTY */
 789         }
 790         /* Reinitialize the log (because of the fork above). */
 791         log_init(__progname, options.log_level, options.log_facility, log_stderr);
 792
 793         /* Initialize the random number generator. */
 794         arc4random_stir();
 795
 796         /* Chdir to the root directory so that the current disk can be
 797            unmounted if desired. */
 798         chdir("/");
 799
 800         /* Start listening for a socket, unless started from inetd. */
 801         if (inetd_flag) {
 802                 int s1, s2;
 803                 s1 = dup(0);    /* Make sure descriptors 0, 1, and 2 are in use. */
 804                 s2 = dup(s1);
 805                 sock_in = dup(0);
 806                 sock_out = dup(1);
 807                 startup_pipe = -1;
 808                 /*
 809                  * We intentionally do not close the descriptors 0, 1, and 2
 810                  * as our code for setting the descriptors won\'t work if
 811                  * ttyfd happens to be one of those.
 812                  */
 813                 debug("inetd sockets after dupping: %d, %d", sock_in, sock_out);
 814                 if (options.protocol & SSH_PROTO_1)
 815                         generate_empheral_server_key();
 816         } else {
 817                 for (ai = options.listen_addrs; ai; ai = ai->ai_next) {
 818                         if (ai->ai_family != AF_INET && ai->ai_family != AF_INET6)
 819                                 continue;
 820                         if (num_listen_socks >= MAX_LISTEN_SOCKS)
 821                                 fatal("Too many listen sockets. "
 822                                     "Enlarge MAX_LISTEN_SOCKS");
 823                         if (getnameinfo(ai->ai_addr, ai->ai_addrlen,
 824                             ntop, sizeof(ntop), strport, sizeof(strport),
 825                             NI_NUMERICHOST|NI_NUMERICSERV) != 0) {
 826                                 error("getnameinfo failed");
 827                                 continue;
 828                         }
 829                         /* Create socket for listening. */
 830                         listen_sock = socket(ai->ai_family, SOCK_STREAM, 0);
 831                         if (listen_sock < 0) {
 832                                 /* kernel may not support ipv6 */
 833                                 verbose("socket: %.100s", strerror(errno));
 834                                 continue;
 835                         }
 836                         if (fcntl(listen_sock, F_SETFL, O_NONBLOCK) < 0) {
 837                                 error("listen_sock O_NONBLOCK: %s", strerror(errno));
 838                                 close(listen_sock);
 839                                 continue;
 840                         }
 841                         /*
 842                          * Set socket options.  We try to make the port
 843                          * reusable and have it close as fast as possible
 844                          * without waiting in unnecessary wait states on
 845                          * close.
 846                          */
 847                         setsockopt(listen_sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
 848                             (void *) &on, sizeof(on));
 849                         linger.l_onoff = 1;
 850                         linger.l_linger = 5;
 851                         setsockopt(listen_sock, SOL_SOCKET, SO_LINGER,
 852                             (void *) &linger, sizeof(linger));
 853
 854                         debug("Bind to port %s on %s.", strport, ntop);
 855
 856                         /* Bind the socket to the desired port. */
 857                         if ((bind(listen_sock, ai->ai_addr, ai->ai_addrlen) < 0) &&
 858                                  (!ai->ai_next)) {
 859                                 error("Bind to port %s on %s failed: %.200s.",
 860                                     strport, ntop, strerror(errno));
 861                                 close(listen_sock);
 862                                 continue;
 863                         }
 864                         listen_socks[num_listen_socks] = listen_sock;
 865                         num_listen_socks++;
 866
 867                         /* Start listening on the port. */
 868                         log("Server listening on %s port %s.", ntop, strport);
 869                         if (listen(listen_sock, 5) < 0)
 870                                 fatal("listen: %.100s", strerror(errno));
 871
 872                 }
 873                 freeaddrinfo(options.listen_addrs);
 874
 875                 if (!num_listen_socks)
 876                         fatal("Cannot bind any address.");
 877
 878                 if (!debug_flag) {
 879                         /*
 880                          * Record our pid in /var/run/sshd.pid to make it
 881                          * easier to kill the correct sshd.  We don't want to
 882                          * do this before the bind above because the bind will
 883                          * fail if there already is a daemon, and this will
 884                          * overwrite any old pid in the file.
 885                          */
 886                         f = fopen(options.pid_file, "wb");
 887                         if (f) {
 888                                 fprintf(f, "%u\n", (u_int) getpid());
 889                                 fclose(f);
 890                         }
 891                 }
 892                 if (options.protocol & SSH_PROTO_1) {
 893                         generate_empheral_server_key();
 894
 895                         /* Schedule server key regeneration alarm. */
 896                         signal(SIGALRM, key_regeneration_alarm);
 897                         alarm(options.key_regeneration_time);
 898                 }
 899
 900                 /* Arrange to restart on SIGHUP.  The handler needs listen_sock. */
 901                 signal(SIGHUP, sighup_handler);
 902
 903                 signal(SIGTERM, sigterm_handler);
 904                 signal(SIGQUIT, sigterm_handler);
 905
 906                 /* Arrange SIGCHLD to be caught. */
 907                 signal(SIGCHLD, main_sigchld_handler);
 908
 909                 /* setup fd set for listen */
 910                 fdset = NULL;
 911                 maxfd = 0;
 912                 for (i = 0; i < num_listen_socks; i++)
 913                         if (listen_socks[i] > maxfd)
 914                                 maxfd = listen_socks[i];
 915                 /* pipes connected to unauthenticated childs */
 916                 startup_pipes = xmalloc(options.max_startups * sizeof(int));
 917                 for (i = 0; i < options.max_startups; i++)
 918                         startup_pipes[i] = -1;
 919
 920                 /*
 921                  * Stay listening for connections until the system crashes or
 922                  * the daemon is killed with a signal.
 923                  */
 924                 for (;;) {
 925                         if (received_sighup)
 926                                 sighup_restart();
 927                         if (fdset != NULL)
 928                                 xfree(fdset);
 929                         fdsetsz = howmany(maxfd, NFDBITS) * sizeof(fd_mask);
 930                         fdset = (fd_set *)xmalloc(fdsetsz);
 931                         memset(fdset, 0, fdsetsz);
 932
 933                         for (i = 0; i < num_listen_socks; i++)
 934                                 FD_SET(listen_socks[i], fdset);
 935                         for (i = 0; i < options.max_startups; i++)
 936                                 if (startup_pipes[i] != -1)
 937                                         FD_SET(startup_pipes[i], fdset);
 938
 939                         /* Wait in select until there is a connection. */
 940                         if (select(maxfd + 1, fdset, NULL, NULL, NULL) < 0) {
 941                                 if (errno != EINTR)
 942                                         error("select: %.100s", strerror(errno));
 943                                 continue;
 944                         }
 945                         for (i = 0; i < options.max_startups; i++)
 946                                 if (startup_pipes[i] != -1 &&
 947                                     FD_ISSET(startup_pipes[i], fdset)) {
 948                                         /*
 949                                          * the read end of the pipe is ready
 950                                          * if the child has closed the pipe
 951                                          * after successful authentication
 952                                          * or if the child has died
 953                                          */
 954                                         close(startup_pipes[i]);
 955                                         startup_pipes[i] = -1;
 956                                         startups--;
 957                                 }
 958                         for (i = 0; i < num_listen_socks; i++) {
 959                                 if (!FD_ISSET(listen_socks[i], fdset))
 960                                         continue;
 961                                 fromlen = sizeof(from);
 962                                 newsock = accept(listen_socks[i], (struct sockaddr *)&from,
 963                                     &fromlen);
 964                                 if (newsock < 0) {
 965                                         if (errno != EINTR && errno != EWOULDBLOCK)
 966                                                 error("accept: %.100s", strerror(errno));
 967                                         continue;
 968                                 }
 969                                 if (fcntl(newsock, F_SETFL, 0) < 0) {
 970                                         error("newsock del O_NONBLOCK: %s", strerror(errno));
 971                                         continue;
 972                                 }
 973                                 if (drop_connection(startups) == 1) {
 974                                         debug("drop connection #%d", startups);
 975                                         close(newsock);
 976                                         continue;
 977                                 }
 978                                 if (pipe(startup_p) == -1) {
 979                                         close(newsock);
 980                                         continue;
 981                                 }
 982
 983                                 for (j = 0; j < options.max_startups; j++)
 984                                         if (startup_pipes[j] == -1) {
 985                                                 startup_pipes[j] = startup_p[0];
 986                                                 if (maxfd < startup_p[0])
 987                                                         maxfd = startup_p[0];
 988                                                 startups++;
 989                                                 break;
 990                                         }
 991
 992                                 /*
 993                                  * Got connection.  Fork a child to handle it, unless
 994                                  * we are in debugging mode.
 995                                  */
 996                                 if (debug_flag) {
 997                                         /*
 998                                          * In debugging mode.  Close the listening
 999                                          * socket, and start processing the
1000                                          * connection without forking.
1001                                          */
1002                                         debug("Server will not fork when running in debugging mode.");
1003                                         close_listen_socks();
1004                                         sock_in = newsock;
1005                                         sock_out = newsock;
1006                                         startup_pipe = -1;
1007                                         pid = getpid();
1008                                         break;
1009                                 } else {
1010                                         /*
1011                                          * Normal production daemon.  Fork, and have
1012                                          * the child process the connection. The
1013                                          * parent continues listening.
1014                                          */
1015                                         if ((pid = fork()) == 0) {
1016                                                 /*
1017                                                  * Child.  Close the listening and max_startup
1018                                                  * sockets.  Start using the accepted socket.
1019                                                  * Reinitialize logging (since our pid has
1020                                                  * changed).  We break out of the loop to handle
1021                                                  * the connection.
1022                                                  */
1023                                                 startup_pipe = startup_p[1];
1024                                                 for (j = 0; j < options.max_startups; j++)
1025                                                         if (startup_pipes[j] != -1)
1026                                                                 close(startup_pipes[j]);
1027                                                 close_listen_socks();
1028                                                 sock_in = newsock;
1029                                                 sock_out = newsock;
1030                                                 log_init(__progname, options.log_level, options.log_facility, log_stderr);
1031                                                 break;
1032                                         }
1033                                 }
1034
1035                                 /* Parent.  Stay in the loop. */
1036                                 if (pid < 0)
1037                                         error("fork: %.100s", strerror(errno));
1038                                 else
1039                                         debug("Forked child %d.", pid);
1040
1041                                 close(startup_p[1]);
1042
1043                                 /* Mark that the key has been used (it was "given" to the child). */
1044                                 key_used = 1;
1045
1046                                 arc4random_stir();
1047
1048                                 /* Close the new socket (the child is now taking care of it). */
1049                                 close(newsock);
1050                         }
1051                         /* child process check (or debug mode) */
1052                         if (num_listen_socks < 0)
1053                                 break;
1054                 }
1055         }
1056
1057         /* This is the child processing a new connection. */
1058
1059         /*
1060          * Disable the key regeneration alarm.  We will not regenerate the
1061          * key since we are no longer in a position to give it to anyone. We
1062          * will not restart on SIGHUP since it no longer makes sense.
1063          */
1064         alarm(0);
1065         signal(SIGALRM, SIG_DFL);
1066         signal(SIGHUP, SIG_DFL);
1067         signal(SIGTERM, SIG_DFL);
1068         signal(SIGQUIT, SIG_DFL);
1069         signal(SIGCHLD, SIG_DFL);
1070         signal(SIGINT, SIG_DFL);
1071
1072         /*
1073          * Set socket options for the connection.  We want the socket to
1074          * close as fast as possible without waiting for anything.  If the
1075          * connection is not a socket, these will do nothing.
1076          */
1077         /* setsockopt(sock_in, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (void *)&on, sizeof(on)); */
1078         linger.l_onoff = 1;
1079         linger.l_linger = 5;
1080         setsockopt(sock_in, SOL_SOCKET, SO_LINGER, (void *) &linger, sizeof(linger));
1081
1082         /*
1083          * Register our connection.  This turns encryption off because we do
1084          * not have a key.
1085          */
1086         packet_set_connection(sock_in, sock_out);
1087
1088         remote_port = get_remote_port();
1089         remote_ip = get_remote_ipaddr();
1090
1091         /* Check whether logins are denied from this host. */
1092 #ifdef LIBWRAP
1093         /* XXX LIBWRAP noes not know about IPv6 */
1094         {
1095                 struct request_info req;
1096
1097                 request_init(&req, RQ_DAEMON, __progname, RQ_FILE, sock_in, NULL);
1098                 fromhost(&req);
1099
1100                 if (!hosts_access(&req)) {
1101                         close(sock_in);
1102                         close(sock_out);
1103                         refuse(&req);
1104                 }
1105 /*XXX IPv6 verbose("Connection from %.500s port %d", eval_client(&req), remote_port); */
1106         }
1107 #endif /* LIBWRAP */
1108         /* Log the connection. */
1109         verbose("Connection from %.500s port %d", remote_ip, remote_port);
1110
1111         /*
1112          * We don\'t want to listen forever unless the other side
1113          * successfully authenticates itself.  So we set up an alarm which is
1114          * cleared after successful authentication.  A limit of zero
1115          * indicates no limit. Note that we don\'t set the alarm in debugging
1116          * mode; it is just annoying to have the server exit just when you
1117          * are about to discover the bug.
1118          */
1119         signal(SIGALRM, grace_alarm_handler);
1120         if (!debug_flag)
1121                 alarm(options.login_grace_time);
1122
1123         sshd_exchange_identification(sock_in, sock_out);
1124         /*
1125          * Check that the connection comes from a privileged port.
1126          * Rhosts-Authentication only makes sense from priviledged
1127          * programs.  Of course, if the intruder has root access on his local
1128          * machine, he can connect from any port.  So do not use these
1129          * authentication methods from machines that you do not trust.
1130          */
1131         if (remote_port >= IPPORT_RESERVED ||
1132             remote_port < IPPORT_RESERVED / 2) {
1133                 debug("Rhosts Authentication disabled, "
1134                     "originating port not trusted.");
1135                 options.rhosts_authentication = 0;
1136         }
1137 #ifdef KRB4
1138         if (!packet_connection_is_ipv4() &&
1139             options.kerberos_authentication) {
1140                 debug("Kerberos Authentication disabled, only available for IPv4.");
1141                 options.kerberos_authentication = 0;
1142         }
1143 #endif /* KRB4 */
1144
1145         packet_set_nonblocking();
1146
1147         /* perform the key exchange */
1148         /* authenticate user and start session */
1149         if (compat20) {
1150                 do_ssh2_kex();
1151                 do_authentication2();
1152         } else {
1153                 do_ssh1_kex();
1154                 do_authentication();
1155         }
1156
1157 #ifdef KRB4
1158         /* Cleanup user's ticket cache file. */
1159         if (options.kerberos_ticket_cleanup)
1160                 (void) dest_tkt();
1161 #endif /* KRB4 */
1162
1163         /* The connection has been terminated. */
1164         verbose("Closing connection to %.100s", remote_ip);
1165
1166 #ifdef USE_PAM
1167         finish_pam();
1168 #endif /* USE_PAM */
1169
1170         packet_close();
1171         exit(0);
1172 }
1173
1174 /*
1175  * SSH1 key exchange
1176  */
1177 void
1178 do_ssh1_kex(void)
1179 {
1180         int i, len;
1181         int plen, slen;
1182         BIGNUM *session_key_int;
1183         u_char session_key[SSH_SESSION_KEY_LENGTH];
1184         u_char cookie[8];
1185         u_int cipher_type, auth_mask, protocol_flags;
1186         u_int32_t rand = 0;
1187
1188         /*
1189          * Generate check bytes that the client must send back in the user
1190          * packet in order for it to be accepted; this is used to defy ip
1191          * spoofing attacks.  Note that this only works against somebody
1192          * doing IP spoofing from a remote machine; any machine on the local
1193          * network can still see outgoing packets and catch the random
1194          * cookie.  This only affects rhosts authentication, and this is one
1195          * of the reasons why it is inherently insecure.
1196          */
1197         for (i = 0; i < 8; i++) {
1198                 if (i % 4 == 0)
1199                         rand = arc4random();
1200                 cookie[i] = rand & 0xff;
1201                 rand >>= 8;
1202         }
1203
1204         /*
1205          * Send our public key.  We include in the packet 64 bits of random
1206          * data that must be matched in the reply in order to prevent IP
1207          * spoofing.
1208          */
1209         packet_start(SSH_SMSG_PUBLIC_KEY);
1210         for (i = 0; i < 8; i++)
1211                 packet_put_char(cookie[i]);
1212
1213         /* Store our public server RSA key. */
1214         packet_put_int(BN_num_bits(sensitive_data.server_key->rsa->n));
1215         packet_put_bignum(sensitive_data.server_key->rsa->e);
1216         packet_put_bignum(sensitive_data.server_key->rsa->n);
1217
1218         /* Store our public host RSA key. */
1219         packet_put_int(BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n));
1220         packet_put_bignum(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->e);
1221         packet_put_bignum(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n);
1222
1223         /* Put protocol flags. */
1224         packet_put_int(SSH_PROTOFLAG_HOST_IN_FWD_OPEN);
1225
1226         /* Declare which ciphers we support. */
1227         packet_put_int(cipher_mask_ssh1(0));
1228
1229         /* Declare supported authentication types. */
1230         auth_mask = 0;
1231         if (options.rhosts_authentication)
1232                 auth_mask |= 1 << SSH_AUTH_RHOSTS;
1233         if (options.rhosts_rsa_authentication)
1234                 auth_mask |= 1 << SSH_AUTH_RHOSTS_RSA;
1235         if (options.rsa_authentication)
1236                 auth_mask |= 1 << SSH_AUTH_RSA;
1237 #ifdef KRB4
1238         if (options.kerberos_authentication)
1239                 auth_mask |= 1 << SSH_AUTH_KERBEROS;
1240 #endif
1241 #ifdef AFS
1242         if (options.kerberos_tgt_passing)
1243                 auth_mask |= 1 << SSH_PASS_KERBEROS_TGT;
1244         if (options.afs_token_passing)
1245                 auth_mask |= 1 << SSH_PASS_AFS_TOKEN;
1246 #endif
1247 #ifdef SKEY
1248         if (options.skey_authentication == 1)
1249                 auth_mask |= 1 << SSH_AUTH_TIS;
1250 #endif
1251         if (options.password_authentication)
1252                 auth_mask |= 1 << SSH_AUTH_PASSWORD;
1253         packet_put_int(auth_mask);
1254
1255         /* Send the packet and wait for it to be sent. */
1256         packet_send();
1257         packet_write_wait();
1258
1259         debug("Sent %d bit server key and %d bit host key.",
1260             BN_num_bits(sensitive_data.server_key->rsa->n),
1261             BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n));
1262
1263         /* Read clients reply (cipher type and session key). */
1264         packet_read_expect(&plen, SSH_CMSG_SESSION_KEY);
1265
1266         /* Get cipher type and check whether we accept this. */
1267         cipher_type = packet_get_char();
1268
1269         if (!(cipher_mask_ssh1(0) & (1 << cipher_type)))
1270                 packet_disconnect("Warning: client selects unsupported cipher.");
1271
1272         /* Get check bytes from the packet.  These must match those we
1273            sent earlier with the public key packet. */
1274         for (i = 0; i < 8; i++)
1275                 if (cookie[i] != packet_get_char())
1276                         packet_disconnect("IP Spoofing check bytes do not match.");
1277
1278         debug("Encryption type: %.200s", cipher_name(cipher_type));
1279
1280         /* Get the encrypted integer. */
1281         session_key_int = BN_new();
1282         packet_get_bignum(session_key_int, &slen);
1283
1284         protocol_flags = packet_get_int();
1285         packet_set_protocol_flags(protocol_flags);
1286
1287         packet_integrity_check(plen, 1 + 8 + slen + 4, SSH_CMSG_SESSION_KEY);
1288
1289         /*
1290          * Decrypt it using our private server key and private host key (key
1291          * with larger modulus first).
1292          */
1293         if (BN_cmp(sensitive_data.server_key->rsa->n, sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n) > 0) {
1294                 /* Private key has bigger modulus. */
1295                 if (BN_num_bits(sensitive_data.server_key->rsa->n) <
1296                     BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n) + SSH_KEY_BITS_RESERVED) {
1297                         fatal("do_connection: %s: server_key %d < host_key %d + SSH_KEY_BITS_RESERVED %d",
1298                             get_remote_ipaddr(),
1299                             BN_num_bits(sensitive_data.server_key->rsa->n),
1300                             BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n),
1301                             SSH_KEY_BITS_RESERVED);
1302                 }
1303                 rsa_private_decrypt(session_key_int, session_key_int,
1304                     sensitive_data.server_key->rsa);
1305                 rsa_private_decrypt(session_key_int, session_key_int,
1306                     sensitive_data.ssh1_host_key->rsa);
1307         } else {
1308                 /* Host key has bigger modulus (or they are equal). */
1309                 if (BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n) <
1310                     BN_num_bits(sensitive_data.server_key->rsa->n) + SSH_KEY_BITS_RESERVED) {
1311                         fatal("do_connection: %s: host_key %d < server_key %d + SSH_KEY_BITS_RESERVED %d",
1312                             get_remote_ipaddr(),
1313                             BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n),
1314                             BN_num_bits(sensitive_data.server_key->rsa->n),
1315                             SSH_KEY_BITS_RESERVED);
1316                 }
1317                 rsa_private_decrypt(session_key_int, session_key_int,
1318                     sensitive_data.ssh1_host_key->rsa);
1319                 rsa_private_decrypt(session_key_int, session_key_int,
1320                     sensitive_data.server_key->rsa);
1321         }
1322
1323         compute_session_id(session_id, cookie,
1324             sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n,
1325             sensitive_data.server_key->rsa->n);
1326
1327         /* Destroy the private and public keys.  They will no longer be needed. */
1328         destroy_sensitive_data();
1329
1330         /*
1331          * Extract session key from the decrypted integer.  The key is in the
1332          * least significant 256 bits of the integer; the first byte of the
1333          * key is in the highest bits.
1334          */
1335         BN_mask_bits(session_key_int, sizeof(session_key) * 8);
1336         len = BN_num_bytes(session_key_int);
1337         if (len < 0 || len > sizeof(session_key))
1338                 fatal("do_connection: bad len from %s: session_key_int %d > sizeof(session_key) %d",
1339                     get_remote_ipaddr(),
1340                     len, sizeof(session_key));
1341         memset(session_key, 0, sizeof(session_key));
1342         BN_bn2bin(session_key_int, session_key + sizeof(session_key) - len);
1343
1344         /* Destroy the decrypted integer.  It is no longer needed. */
1345         BN_clear_free(session_key_int);
1346
1347         /* Xor the first 16 bytes of the session key with the session id. */
1348         for (i = 0; i < 16; i++)
1349                 session_key[i] ^= session_id[i];
1350
1351         /* Set the session key.  From this on all communications will be encrypted. */
1352         packet_set_encryption_key(session_key, SSH_SESSION_KEY_LENGTH, cipher_type);
1353
1354         /* Destroy our copy of the session key.  It is no longer needed. */
1355         memset(session_key, 0, sizeof(session_key));
1356
1357         debug("Received session key; encryption turned on.");
1358
1359         /* Send an acknowledgement packet.  Note that this packet is sent encrypted. */
1360         packet_start(SSH_SMSG_SUCCESS);
1361         packet_send();
1362         packet_write_wait();
1363 }
1364
1365 /*
1366  * SSH2 key exchange: diffie-hellman-group1-sha1
1367  */
1368 void
1369 do_ssh2_kex(void)
1370 {
1371         Buffer *server_kexinit;
1372         Buffer *client_kexinit;
1373         int payload_len;
1374         int i;
1375         Kex *kex;
1376         char *cprop[PROPOSAL_MAX];
1377
1378 /* KEXINIT */
1379
1380         if (options.ciphers != NULL) {
1381                 myproposal[PROPOSAL_ENC_ALGS_CTOS] =
1382                 myproposal[PROPOSAL_ENC_ALGS_STOC] = options.ciphers;
1383         }
1384         myproposal[PROPOSAL_SERVER_HOST_KEY_ALGS] = list_hostkey_types();
1385
1386         server_kexinit = kex_init(myproposal);
1387         client_kexinit = xmalloc(sizeof(*client_kexinit));
1388         buffer_init(client_kexinit);
1389
1390         /* algorithm negotiation */
1391         kex_exchange_kexinit(server_kexinit, client_kexinit, cprop);
1392         kex = kex_choose_conf(cprop, myproposal, 1);
1393         for (i = 0; i < PROPOSAL_MAX; i++)
1394                 xfree(cprop[i]);
1395
1396         switch (kex->kex_type) {
1397         case DH_GRP1_SHA1:
1398                 ssh_dh1_server(kex, client_kexinit, server_kexinit);
1399                 break;
1400         case DH_GEX_SHA1:
1401                 ssh_dhgex_server(kex, client_kexinit, server_kexinit);
1402                 break;
1403         default:
1404                 fatal("Unsupported key exchange %d", kex->kex_type);
1405         }
1406
1407         debug("send SSH2_MSG_NEWKEYS.");
1408         packet_start(SSH2_MSG_NEWKEYS);
1409         packet_send();
1410         packet_write_wait();
1411         debug("done: send SSH2_MSG_NEWKEYS.");
1412
1413         debug("Wait SSH2_MSG_NEWKEYS.");
1414         packet_read_expect(&payload_len, SSH2_MSG_NEWKEYS);
1415         debug("GOT SSH2_MSG_NEWKEYS.");
1416
1417 #ifdef DEBUG_KEXDH
1418         /* send 1st encrypted/maced/compressed message */
1419         packet_start(SSH2_MSG_IGNORE);
1420         packet_put_cstring("markus");
1421         packet_send();
1422         packet_write_wait();
1423 #endif
1424
1425         debug("done: KEX2.");
1426 }
1427
1428 /*
1429  * SSH2 key exchange
1430  */
1431
1432 /* diffie-hellman-group1-sha1 */
1433
1434 void
1435 ssh_dh1_server(Kex *kex, Buffer *client_kexinit, Buffer *server_kexinit)
1436 {
1437 #ifdef DEBUG_KEXDH
1438         int i;
1439 #endif
1440         int payload_len, dlen;
1441         int slen;
1442         u_char *signature = NULL;
1443         u_char *server_host_key_blob = NULL;
1444         u_int sbloblen;
1445         u_int klen, kout;
1446         u_char *kbuf;
1447         u_char *hash;
1448         BIGNUM *shared_secret = 0;
1449         DH *dh;
1450         BIGNUM *dh_client_pub = 0;
1451         Key *hostkey;
1452
1453         hostkey = get_hostkey_by_type(kex->hostkey_type);
1454         if (hostkey == NULL)
1455                 fatal("Unsupported hostkey type %d", kex->hostkey_type);
1456
1457 /* KEXDH */
1458         /* generate DH key */
1459         dh = dh_new_group1();                   /* XXX depends on 'kex' */
1460         dh_gen_key(dh);
1461
1462         debug("Wait SSH2_MSG_KEXDH_INIT.");
1463         packet_read_expect(&payload_len, SSH2_MSG_KEXDH_INIT);
1464
1465         /* key, cert */
1466         dh_client_pub = BN_new();
1467         if (dh_client_pub == NULL)
1468                 fatal("dh_client_pub == NULL");
1469         packet_get_bignum2(dh_client_pub, &dlen);
1470
1471 #ifdef DEBUG_KEXDH
1472         fprintf(stderr, "\ndh_client_pub= ");
1473         BN_print_fp(stderr, dh_client_pub);
1474         fprintf(stderr, "\n");
1475         debug("bits %d", BN_num_bits(dh_client_pub));
1476 #endif
1477
1478 #ifdef DEBUG_KEXDH
1479         fprintf(stderr, "\np= ");
1480         BN_print_fp(stderr, dh->p);
1481         fprintf(stderr, "\ng= ");
1482         bn_print(dh->g);
1483         fprintf(stderr, "\npub= ");
1484         BN_print_fp(stderr, dh->pub_key);
1485         fprintf(stderr, "\n");
1486         DHparams_print_fp(stderr, dh);
1487 #endif
1488         if (!dh_pub_is_valid(dh, dh_client_pub))
1489                 packet_disconnect("bad client public DH value");
1490
1491         klen = DH_size(dh);
1492         kbuf = xmalloc(klen);
1493         kout = DH_compute_key(kbuf, dh_client_pub, dh);
1494
1495 #ifdef DEBUG_KEXDH
1496         debug("shared secret: len %d/%d", klen, kout);
1497         fprintf(stderr, "shared secret == ");
1498         for (i = 0; i< kout; i++)
1499                 fprintf(stderr, "%02x", (kbuf[i])&0xff);
1500         fprintf(stderr, "\n");
1501 #endif
1502         shared_secret = BN_new();
1503
1504         BN_bin2bn(kbuf, kout, shared_secret);
1505         memset(kbuf, 0, klen);
1506         xfree(kbuf);
1507
1508         /* XXX precompute? */
1509         key_to_blob(hostkey, &server_host_key_blob, &sbloblen);
1510
1511         /* calc H */                    /* XXX depends on 'kex' */
1512         hash = kex_hash(
1513             client_version_string,
1514             server_version_string,
1515             buffer_ptr(client_kexinit), buffer_len(client_kexinit),
1516             buffer_ptr(server_kexinit), buffer_len(server_kexinit),
1517             (char *)server_host_key_blob, sbloblen,
1518             dh_client_pub,
1519             dh->pub_key,
1520             shared_secret
1521         );
1522         buffer_free(client_kexinit);
1523         buffer_free(server_kexinit);
1524         xfree(client_kexinit);
1525         xfree(server_kexinit);
1526 #ifdef DEBUG_KEXDH
1527         fprintf(stderr, "hash == ");
1528         for (i = 0; i< 20; i++)
1529                 fprintf(stderr, "%02x", (hash[i])&0xff);
1530         fprintf(stderr, "\n");
1531 #endif
1532         /* save session id := H */
1533         /* XXX hashlen depends on KEX */
1534         session_id2_len = 20;
1535         session_id2 = xmalloc(session_id2_len);
1536         memcpy(session_id2, hash, session_id2_len);
1537
1538         /* sign H */
1539         /* XXX hashlen depends on KEX */
1540         key_sign(hostkey, &signature, &slen, hash, 20);
1541
1542         destroy_sensitive_data();
1543
1544         /* send server hostkey, DH pubkey 'f' and singed H */
1545         packet_start(SSH2_MSG_KEXDH_REPLY);
1546         packet_put_string((char *)server_host_key_blob, sbloblen);
1547         packet_put_bignum2(dh->pub_key);        /* f */
1548         packet_put_string((char *)signature, slen);
1549         packet_send();
1550         xfree(signature);
1551         xfree(server_host_key_blob);
1552         packet_write_wait();
1553
1554         kex_derive_keys(kex, hash, shared_secret);
1555         packet_set_kex(kex);
1556
1557         /* have keys, free DH */
1558         DH_free(dh);
1559 }
1560
1561 /* diffie-hellman-group-exchange-sha1 */
1562
1563 void
1564 ssh_dhgex_server(Kex *kex, Buffer *client_kexinit, Buffer *server_kexinit)
1565 {
1566 #ifdef DEBUG_KEXDH
1567         int i;
1568 #endif
1569         int payload_len, dlen;
1570         int slen, nbits;
1571         u_char *signature = NULL;
1572         u_char *server_host_key_blob = NULL;
1573         u_int sbloblen;
1574         u_int klen, kout;
1575         u_char *kbuf;
1576         u_char *hash;
1577         BIGNUM *shared_secret = 0;
1578         DH *dh;
1579         BIGNUM *dh_client_pub = 0;
1580         Key *hostkey;
1581
1582         hostkey = get_hostkey_by_type(kex->hostkey_type);
1583         if (hostkey == NULL)
1584                 fatal("Unsupported hostkey type %d", kex->hostkey_type);
1585
1586 /* KEXDHGEX */
1587         debug("Wait SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_REQUEST.");
1588         packet_read_expect(&payload_len, SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_REQUEST);
1589         nbits = packet_get_int();
1590         dh = choose_dh(nbits);
1591
1592         debug("Sending SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_GROUP.");
1593         packet_start(SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_GROUP);
1594         packet_put_bignum2(dh->p);
1595         packet_put_bignum2(dh->g);
1596         packet_send();
1597         packet_write_wait();
1598
1599         /* Compute our exchange value in parallel with the client */
1600
1601         dh_gen_key(dh);
1602
1603         debug("Wait SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_INIT.");
1604         packet_read_expect(&payload_len, SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_INIT);
1605
1606         /* key, cert */
1607         dh_client_pub = BN_new();
1608         if (dh_client_pub == NULL)
1609                 fatal("dh_client_pub == NULL");
1610         packet_get_bignum2(dh_client_pub, &dlen);
1611
1612 #ifdef DEBUG_KEXDH
1613         fprintf(stderr, "\ndh_client_pub= ");
1614         BN_print_fp(stderr, dh_client_pub);
1615         fprintf(stderr, "\n");
1616         debug("bits %d", BN_num_bits(dh_client_pub));
1617 #endif
1618
1619 #ifdef DEBUG_KEXDH
1620         fprintf(stderr, "\np= ");
1621         BN_print_fp(stderr, dh->p);
1622         fprintf(stderr, "\ng= ");
1623         bn_print(dh->g);
1624         fprintf(stderr, "\npub= ");
1625         BN_print_fp(stderr, dh->pub_key);
1626         fprintf(stderr, "\n");
1627         DHparams_print_fp(stderr, dh);
1628 #endif
1629         if (!dh_pub_is_valid(dh, dh_client_pub))
1630                 packet_disconnect("bad client public DH value");
1631
1632         klen = DH_size(dh);
1633         kbuf = xmalloc(klen);
1634         kout = DH_compute_key(kbuf, dh_client_pub, dh);
1635
1636 #ifdef DEBUG_KEXDH
1637         debug("shared secret: len %d/%d", klen, kout);
1638         fprintf(stderr, "shared secret == ");
1639         for (i = 0; i< kout; i++)
1640                 fprintf(stderr, "%02x", (kbuf[i])&0xff);
1641         fprintf(stderr, "\n");
1642 #endif
1643         shared_secret = BN_new();
1644
1645         BN_bin2bn(kbuf, kout, shared_secret);
1646         memset(kbuf, 0, klen);
1647         xfree(kbuf);
1648
1649         /* XXX precompute? */
1650         key_to_blob(hostkey, &server_host_key_blob, &sbloblen);
1651
1652         /* calc H */                    /* XXX depends on 'kex' */
1653         hash = kex_hash_gex(
1654             client_version_string,
1655             server_version_string,
1656             buffer_ptr(client_kexinit), buffer_len(client_kexinit),
1657             buffer_ptr(server_kexinit), buffer_len(server_kexinit),
1658             (char *)server_host_key_blob, sbloblen,
1659             nbits, dh->p, dh->g,
1660             dh_client_pub,
1661             dh->pub_key,
1662             shared_secret
1663         );
1664         buffer_free(client_kexinit);
1665         buffer_free(server_kexinit);
1666         xfree(client_kexinit);
1667         xfree(server_kexinit);
1668 #ifdef DEBUG_KEXDH
1669         fprintf(stderr, "hash == ");
1670         for (i = 0; i< 20; i++)
1671                 fprintf(stderr, "%02x", (hash[i])&0xff);
1672         fprintf(stderr, "\n");
1673 #endif
1674         /* save session id := H */
1675         /* XXX hashlen depends on KEX */
1676         session_id2_len = 20;
1677         session_id2 = xmalloc(session_id2_len);
1678         memcpy(session_id2, hash, session_id2_len);
1679
1680         /* sign H */
1681         /* XXX hashlen depends on KEX */
1682         key_sign(hostkey, &signature, &slen, hash, 20);
1683
1684         destroy_sensitive_data();
1685
1686         /* send server hostkey, DH pubkey 'f' and singed H */
1687         packet_start(SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_REPLY);
1688         packet_put_string((char *)server_host_key_blob, sbloblen);
1689         packet_put_bignum2(dh->pub_key);        /* f */
1690         packet_put_string((char *)signature, slen);
1691         packet_send();
1692         xfree(signature);
1693         xfree(server_host_key_blob);
1694         packet_write_wait();
1695
1696         kex_derive_keys(kex, hash, shared_secret);
1697         packet_set_kex(kex);
1698
1699         /* have keys, free DH */
1700         DH_free(dh);
1701 }