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 1.33 2000/11/14 23:42:40 markus Exp $");
  18
  19 #include "rsa.h"
  20 #include "packet.h"
  21 #include "xmalloc.h"
  22 #include "ssh.h"
  23 #include "mpaux.h"
  24 #include "uidswap.h"
  25 #include "match.h"
  26 #include "servconf.h"
  27 #include "auth-options.h"
  28
  29 #include <openssl/rsa.h>
  30 #include <openssl/md5.h>
  31
  32
  33 /* import */
  34 extern ServerOptions options;
  35
  36 /*
  37  * Session identifier that is used to bind key exchange and authentication
  38  * responses to a particular session.
  39  */
  40 extern unsigned char session_id[16];
  41
  42 /*
  43  * The .ssh/authorized_keys file contains public keys, one per line, in the
  44  * following format:
  45  *   options bits e n comment
  46  * where bits, e and n are decimal numbers,
  47  * and comment is any string of characters up to newline.  The maximum
  48  * length of a line is 8000 characters.  See the documentation for a
  49  * description of the options.
  50  */
  51
  52 /*
  53  * Performs the RSA authentication challenge-response dialog with the client,
  54  * and returns true (non-zero) if the client gave the correct answer to
  55  * our challenge; returns zero if the client gives a wrong answer.
  56  */
  57
  58 int
  59 auth_rsa_challenge_dialog(RSA *pk)
  60 {
  61         BIGNUM *challenge, *encrypted_challenge;
  62         BN_CTX *ctx;
  63         unsigned char buf[32], mdbuf[16], response[16];
  64         MD5_CTX md;
  65         unsigned int i;
  66         int plen, len;
  67
  68         encrypted_challenge = BN_new();
  69         challenge = BN_new();
  70
  71         /* Generate a random challenge. */
  72         BN_rand(challenge, 256, 0, 0);
  73         ctx = BN_CTX_new();
  74         BN_mod(challenge, challenge, pk->n, ctx);
  75         BN_CTX_free(ctx);
  76
  77         /* Encrypt the challenge with the public key. */
  78         rsa_public_encrypt(encrypted_challenge, challenge, pk);
  79
  80         /* Send the encrypted challenge to the client. */
  81         packet_start(SSH_SMSG_AUTH_RSA_CHALLENGE);
  82         packet_put_bignum(encrypted_challenge);
  83         packet_send();
  84         BN_clear_free(encrypted_challenge);
  85         packet_write_wait();
  86
  87         /* Wait for a response. */
  88         packet_read_expect(&plen, SSH_CMSG_AUTH_RSA_RESPONSE);
  89         packet_integrity_check(plen, 16, SSH_CMSG_AUTH_RSA_RESPONSE);
  90         for (i = 0; i < 16; i++)
  91                 response[i] = packet_get_char();
  92
  93         /* The response is MD5 of decrypted challenge plus session id. */
  94         len = BN_num_bytes(challenge);
  95         if (len <= 0 || len > 32)
  96                 fatal("auth_rsa_challenge_dialog: bad challenge length %d", len);
  97         memset(buf, 0, 32);
  98         BN_bn2bin(challenge, buf + 32 - len);
  99         MD5_Init(&md);
 100         MD5_Update(&md, buf, 32);
 101         MD5_Update(&md, session_id, 16);
 102         MD5_Final(mdbuf, &md);
 103         BN_clear_free(challenge);
 104
 105         /* Verify that the response is the original challenge. */
 106         if (memcmp(response, mdbuf, 16) != 0) {
 107                 /* Wrong answer. */
 108                 return 0;
 109         }
 110         /* Correct answer. */
 111         return 1;
 112 }
 113
 114 /*
 115  * Performs the RSA authentication dialog with the client.  This returns
 116  * 0 if the client could not be authenticated, and 1 if authentication was
 117  * successful.  This may exit if there is a serious protocol violation.
 118  */
 119
 120 int
 121 auth_rsa(struct passwd *pw, BIGNUM *client_n)
 122 {
 123         char line[8192], file[1024];
 124         int authenticated;
 125         unsigned int bits;
 126         FILE *f;
 127         unsigned long linenum = 0;
 128         struct stat st;
 129         RSA *pk;
 130
 131         /* no user given */
 132         if (pw == NULL)
 133                 return 0;
 134
 135         /* Temporarily use the user's uid. */
 136         temporarily_use_uid(pw->pw_uid);
 137
 138         /* The authorized keys. */
 139         snprintf(file, sizeof file, "%.500s/%.100s", pw->pw_dir,
 140                  SSH_USER_PERMITTED_KEYS);
 141
 142         /* Fail quietly if file does not exist */
 143         if (stat(file, &st) < 0) {
 144                 /* Restore the privileged uid. */
 145                 restore_uid();
 146                 return 0;
 147         }
 148         /* Open the file containing the authorized keys. */
 149         f = fopen(file, "r");
 150         if (!f) {
 151                 /* Restore the privileged uid. */
 152                 restore_uid();
 153                 packet_send_debug("Could not open %.900s for reading.", file);
 154                 packet_send_debug("If your home is on an NFS volume, it may need to be world-readable.");
 155                 return 0;
 156         }
 157         if (options.strict_modes) {
 158                 int fail = 0;
 159                 char buf[1024];
 160                 /* Check open file in order to avoid open/stat races */
 161                 if (fstat(fileno(f), &st) < 0 ||
 162                     (st.st_uid != 0 && st.st_uid != pw->pw_uid) ||
 163                     (st.st_mode & 022) != 0) {
 164                         snprintf(buf, sizeof buf, "RSA authentication refused for %.100s: "
 165                                  "bad ownership or modes for '%s'.", pw->pw_name, file);
 166                         fail = 1;
 167                 } else {
 168                         /* Check path to SSH_USER_PERMITTED_KEYS */
 169                         int i;
 170                         static const char *check[] = {
 171                                 "", SSH_USER_DIR, NULL
 172                         };
 173                         for (i = 0; check[i]; i++) {
 174                                 snprintf(line, sizeof line, "%.500s/%.100s", pw->pw_dir, check[i]);
 175                                 if (stat(line, &st) < 0 ||
 176                                     (st.st_uid != 0 && st.st_uid != pw->pw_uid) ||
 177                                     (st.st_mode & 022) != 0) {
 178                                         snprintf(buf, sizeof buf, "RSA authentication refused for %.100s: "
 179                                                  "bad ownership or modes for '%s'.", pw->pw_name, line);
 180                                         fail = 1;
 181                                         break;
 182                                 }
 183                         }
 184                 }
 185                 if (fail) {
 186                         fclose(f);
 187                         log("%s",buf);
 188                         packet_send_debug("%s",buf);
 189                         restore_uid();
 190                         return 0;
 191                 }
 192         }
 193         /* Flag indicating whether authentication has succeeded. */
 194         authenticated = 0;
 195
 196         pk = RSA_new();
 197         pk->e = BN_new();
 198         pk->n = BN_new();
 199
 200         /*
 201          * Go though the accepted keys, looking for the current key.  If
 202          * found, perform a challenge-response dialog to verify that the
 203          * user really has the corresponding private key.
 204          */
 205         while (fgets(line, sizeof(line), f)) {
 206                 char *cp;
 207                 char *options;
 208
 209                 linenum++;
 210
 211                 /* Skip leading whitespace, empty and comment lines. */
 212                 for (cp = line; *cp == ' ' || *cp == '\t'; cp++)
 213                         ;
 214                 if (!*cp || *cp == '\n' || *cp == '#')
 215                         continue;
 216
 217                 /*
 218                  * Check if there are options for this key, and if so,
 219                  * save their starting address and skip the option part
 220                  * for now.  If there are no options, set the starting
 221                  * address to NULL.
 222                  */
 223                 if (*cp < '0' || *cp > '9') {
 224                         int quoted = 0;
 225                         options = cp;
 226                         for (; *cp && (quoted || (*cp != ' ' && *cp != '\t')); cp++) {
 227                                 if (*cp == '\\' && cp[1] == '"')
 228                                         cp++;   /* Skip both */
 229                                 else if (*cp == '"')
 230                                         quoted = !quoted;
 231                         }
 232                 } else
 233                         options = NULL;
 234
 235                 /* Parse the key from the line. */
 236                 if (!auth_rsa_read_key(&cp, &bits, pk->e, pk->n)) {
 237                         debug("%.100s, line %lu: bad key syntax",
 238                               SSH_USER_PERMITTED_KEYS, linenum);
 239                         packet_send_debug("%.100s, line %lu: bad key syntax",
 240                                           SSH_USER_PERMITTED_KEYS, linenum);
 241                         continue;
 242                 }
 243                 /* cp now points to the comment part. */
 244
 245                 /* Check if the we have found the desired key (identified by its modulus). */
 246                 if (BN_cmp(pk->n, client_n) != 0)
 247                         continue;
 248
 249                 /* check the real bits  */
 250                 if (bits != BN_num_bits(pk->n))
 251                         log("Warning: %s, line %ld: keysize mismatch: "
 252                             "actual %d vs. announced %d.",
 253                             file, linenum, BN_num_bits(pk->n), bits);
 254
 255                 /* We have found the desired key. */
 256                 /*
 257                  * If our options do not allow this key to be used,
 258                  * do not send challenge.
 259                  */
 260                 if (!auth_parse_options(pw, options, linenum))
 261                         continue;
 262
 263                 /* Perform the challenge-response dialog for this key. */
 264                 if (!auth_rsa_challenge_dialog(pk)) {
 265                         /* Wrong response. */
 266                         verbose("Wrong response to RSA authentication challenge.");
 267                         packet_send_debug("Wrong response to RSA authentication challenge.");
 268                         continue;
 269                 }
 270                 /*
 271                  * Correct response.  The client has been successfully
 272                  * authenticated. Note that we have not yet processed the
 273                  * options; this will be reset if the options cause the
 274                  * authentication to be rejected.
 275                  * Break out of the loop if authentication was successful;
 276                  * otherwise continue searching.
 277                  */
 278                 authenticated = 1;
 279                 break;
 280         }
 281
 282         /* Restore the privileged uid. */
 283         restore_uid();
 284
 285         /* Close the file. */
 286         fclose(f);
 287
 288         RSA_free(pk);
 289
 290         if (authenticated)
 291                 packet_send_debug("RSA authentication accepted.");
 292         else
 293                 auth_clear_options();
 294
 295         /* Return authentication result. */
 296         return authenticated;
 297 }