]> Cypherpunks.ru repositories - govpn.git/blobdiff - handshake.go
Replace handshake NULLs with an IDtag
[govpn.git] / handshake.go
index 59afb5dd75c24c6be51f83df5defb5e63b87a07c..86e6083482a770e7e8b91d52ec5313598fac6352 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
-govpn -- Simple secure virtual private network daemon
+GoVPN -- simple secure free software virtual private network daemon
 Copyright (C) 2014-2015 Sergey Matveev <stargrave@stargrave.org>
 
 This program is free software: you can redistribute it and/or modify
@@ -16,35 +16,37 @@ You should have received a copy of the GNU General Public License
 along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-package main
+package govpn
 
 import (
        "crypto/rand"
        "crypto/subtle"
        "encoding/binary"
-       "fmt"
+       "log"
        "net"
+       "path"
        "time"
 
        "golang.org/x/crypto/curve25519"
-       "golang.org/x/crypto/poly1305"
        "golang.org/x/crypto/salsa20"
        "golang.org/x/crypto/salsa20/salsa"
+       "golang.org/x/crypto/xtea"
 )
 
 type Handshake struct {
        addr     *net.UDPAddr
-       lastPing time.Time
+       LastPing time.Time
+       Id       PeerId
        rNonce   *[8]byte
-       dhPriv   *[32]byte // own private DH key
-       key      *[32]byte // handshake encryption key
-       rServer  *[8]byte  // random string for authentication
+       dhPriv   *[32]byte      // own private DH key
+       key      *[KeySize]byte // handshake encryption key
+       rServer  *[8]byte       // random string for authentication
        rClient  *[8]byte
        sServer  *[32]byte // secret string for main key calculation
        sClient  *[32]byte
 }
 
-func KeyFromSecrets(server, client []byte) *[32]byte {
+func keyFromSecrets(server, client []byte) *[KeySize]byte {
        k := new([32]byte)
        for i := 0; i < 32; i++ {
                k[i] = server[i] ^ client[i]
@@ -52,18 +54,29 @@ func KeyFromSecrets(server, client []byte) *[32]byte {
        return k
 }
 
-// Check if it is valid handshake-related message
-// Minimal size and last 16 zero bytes
-func isValidHandshakePkt(pkt []byte) bool {
-       if len(pkt) < 24 {
-               return false
+// Zero handshake's memory state
+func (h *Handshake) Zero() {
+       if h.rNonce != nil {
+               sliceZero(h.rNonce[:])
        }
-       for i := len(pkt) - poly1305.TagSize; i < len(pkt); i++ {
-               if pkt[i] != '\x00' {
-                       return false
-               }
+       if h.dhPriv != nil {
+               sliceZero(h.dhPriv[:])
+       }
+       if h.key != nil {
+               sliceZero(h.key[:])
+       }
+       if h.rServer != nil {
+               sliceZero(h.rServer[:])
+       }
+       if h.rClient != nil {
+               sliceZero(h.rClient[:])
+       }
+       if h.sServer != nil {
+               sliceZero(h.sServer[:])
+       }
+       if h.sClient != nil {
+               sliceZero(h.sClient[:])
        }
-       return true
 }
 
 func (h *Handshake) rNonceNext() []byte {
@@ -88,10 +101,33 @@ func dhKeyGen(priv, pub *[32]byte) *[32]byte {
        return key
 }
 
-func HandshakeStart(conn *net.UDPConn, addr *net.UDPAddr, key *[32]byte) *Handshake {
-       state := Handshake{}
-       state.addr = addr
-       state.lastPing = time.Now()
+// Create new handshake state.
+func HandshakeNew(addr *net.UDPAddr) *Handshake {
+       state := Handshake{
+               addr:     addr,
+               LastPing: time.Now(),
+       }
+       return &state
+}
+
+// Generate ID tag from client identification and data.
+func idTag(id *PeerId, data []byte) []byte {
+       ciph, err := xtea.NewCipher(id[:])
+       if err != nil {
+               panic(err)
+       }
+       enc := make([]byte, xtea.BlockSize)
+       ciph.Encrypt(enc, data[:xtea.BlockSize])
+       return enc
+}
+
+// Start handshake's procedure from the client.
+// It is the entry point for starting the handshake procedure.
+// You have to specify outgoing conn address, remote's addr address,
+// our own identification and an encryption key. First handshake packet
+// will be sent immediately.
+func HandshakeStart(conn *net.UDPConn, addr *net.UDPAddr, id *PeerId, key *[32]byte) *Handshake {
+       state := HandshakeNew(addr)
 
        state.dhPriv = dhPrivGen()
        dhPub := new([32]byte)
@@ -103,23 +139,26 @@ func HandshakeStart(conn *net.UDPConn, addr *net.UDPAddr, key *[32]byte) *Handsh
        }
        enc := make([]byte, 32)
        salsa20.XORKeyStream(enc, dhPub[:], state.rNonce[:], key)
-
-       if _, err := conn.WriteTo(
-               append(state.rNonce[:],
-                       append(enc, make([]byte, poly1305.TagSize)...)...), addr); err != nil {
+       data := append(state.rNonce[:], enc...)
+       data = append(data, idTag(id, state.rNonce[:])...)
+       if _, err := conn.WriteTo(data, addr); err != nil {
                panic(err)
        }
-       return &state
+       return state
 }
 
-func (h *Handshake) Server(noncediff uint64, conn *net.UDPConn, key *[32]byte, data []byte) *Peer {
-       switch len(data) {
-       case 56: // R + ENC(PSK, dh_client_pub) + NULLs
-               fmt.Print("[HS1]")
-               if h.rNonce != nil {
-                       fmt.Print("[S?]")
-                       return nil
-               }
+// Process handshake message on the server side.
+// This function is intended to be called on server's side.
+// Client identity, our outgoing conn connection and
+// received data are required.
+// If this is the final handshake message, then new Peer object
+// will be created and used as a transport. If no mutually
+// authenticated Peer is ready, then return nil.
+func (h *Handshake) Server(id *PeerId, conn *net.UDPConn, data []byte) *Peer {
+       // R + ENC(PSK, dh_client_pub) + IDtag
+       if len(data) == 48 && h.rNonce == nil {
+               key := KeyRead(path.Join(PeersPath, id.String(), "key"))
+               h.Id = *id
 
                // Generate private DH key
                h.dhPriv = dhPrivGen()
@@ -152,54 +191,50 @@ func (h *Handshake) Server(noncediff uint64, conn *net.UDPConn, key *[32]byte, d
 
                // Send that to client
                if _, err := conn.WriteTo(
-                       append(encPub,
-                               append(encRs, make([]byte, poly1305.TagSize)...)...), h.addr); err != nil {
+                       append(encPub, append(encRs, idTag(id, encPub)...)...), h.addr); err != nil {
                        panic(err)
                }
-               fmt.Print("[OK]")
-       case 64: // ENC(K, RS + RC + SC) + NULLs
-               fmt.Print("[HS3]")
-               if (h.rNonce == nil) || (h.rClient != nil) {
-                       fmt.Print("[S?]")
-                       return nil
-               }
-
-               // Decrypt Rs compare rServer
+               h.LastPing = time.Now()
+       } else
+       // ENC(K, RS + RC + SC) + IDtag
+       if len(data) == 56 && h.rClient == nil {
+               // Decrypted Rs compare rServer
                decRs := make([]byte, 8+8+32)
                salsa20.XORKeyStream(decRs, data[:8+8+32], h.rNonceNext(), h.key)
-               if res := subtle.ConstantTimeCompare(decRs[:8], h.rServer[:]); res != 1 {
-                       fmt.Print("[rS?]")
+               if subtle.ConstantTimeCompare(decRs[:8], h.rServer[:]) != 1 {
+                       log.Println("Invalid server's random number with", h.addr)
                        return nil
                }
 
                // Send final answer to client
                enc := make([]byte, 8)
                salsa20.XORKeyStream(enc, decRs[8:8+8], make([]byte, 8), h.key)
-               if _, err := conn.WriteTo(append(enc, make([]byte, poly1305.TagSize)...), h.addr); err != nil {
+               if _, err := conn.WriteTo(append(enc, idTag(id, enc)...), h.addr); err != nil {
                        panic(err)
                }
 
                // Switch peer
-               peer := Peer{
-                       addr: h.addr,
-                       nonceOur: noncediff + 0,
-                       nonceRecv: noncediff + 0,
-               }
-               peer.key = KeyFromSecrets(h.sServer[:], decRs[8+8:])
-               fmt.Print("[OK]")
-               return &peer
-       default:
-               fmt.Print("[HS?]")
+               peer := newPeer(h.addr, h.Id, 0, keyFromSecrets(h.sServer[:], decRs[8+8:]))
+               h.LastPing = time.Now()
+               return peer
+       } else {
+               log.Println("Invalid handshake message from", h.addr)
        }
        return nil
 }
 
-func (h *Handshake) Client(noncediff uint64, conn *net.UDPConn, key *[32]byte, data []byte) *Peer {
+// Process handshake message on the client side.
+// This function is intended to be called on client's side.
+// Our outgoing conn connection, authentication
+// key and received data are required.
+// If this is the final handshake message, then new Peer object
+// will be created and used as a transport. If no mutually
+// authenticated Peer is ready, then return nil.
+func (h *Handshake) Client(id *PeerId, conn *net.UDPConn, key *[KeySize]byte, data []byte) *Peer {
        switch len(data) {
-       case 88: // ENC(PSK, dh_server_pub) + ENC(K, RS + SS) + NULLs
-               fmt.Print("[HS2]")
+       case 80: // ENC(PSK, dh_server_pub) + ENC(K, RS + SS) + IDtag
                if h.key != nil {
-                       fmt.Print("[S?]")
+                       log.Println("Invalid handshake stage from", h.addr)
                        return nil
                }
 
@@ -231,36 +266,30 @@ func (h *Handshake) Client(noncediff uint64, conn *net.UDPConn, key *[32]byte, d
                                append(h.rClient[:], h.sClient[:]...)...), h.rNonceNext(), h.key)
 
                // Send that to server
-               if _, err := conn.WriteTo(append(encRs, make([]byte, poly1305.TagSize)...), h.addr); err != nil {
+               if _, err := conn.WriteTo(append(encRs, idTag(id, encRs)...), h.addr); err != nil {
                        panic(err)
                }
-               fmt.Print("[OK]")
-       case 24: // ENC(K, RC) + NULLs
-               fmt.Print("[HS4]")
+               h.LastPing = time.Now()
+       case 16: // ENC(K, RC) + IDtag
                if h.key == nil {
-                       fmt.Print("[S?]")
+                       log.Println("Invalid handshake stage from", h.addr)
                        return nil
                }
 
                // Decrypt rClient
                dec := make([]byte, 8)
                salsa20.XORKeyStream(dec, data[:8], make([]byte, 8), h.key)
-               if res := subtle.ConstantTimeCompare(dec, h.rClient[:]); res != 1 {
-                       fmt.Print("[rC?]")
+               if subtle.ConstantTimeCompare(dec, h.rClient[:]) != 1 {
+                       log.Println("Invalid client's random number with", h.addr)
                        return nil
                }
 
                // Switch peer
-               peer := Peer{
-                       addr: h.addr,
-                       nonceOur: noncediff + 1,
-                       nonceRecv: noncediff + 0,
-               }
-               peer.key = KeyFromSecrets(h.sServer[:], h.sClient[:])
-               fmt.Print("[OK]")
-               return &peer
+               peer := newPeer(h.addr, h.Id, 1, keyFromSecrets(h.sServer[:], h.sClient[:]))
+               h.LastPing = time.Now()
+               return peer
        default:
-               fmt.Print("[HS?]")
+               log.Println("Invalid handshake message from", h.addr)
        }
        return nil
 }