doc/transport.texi

   1 @node Transport
   2 @section Transport protocol
   3
   4 @verbatim
   5 TAG || ENCRYPTED || NONCE --> PACKET
   6  ^         ^          ^
   7  |         |          |
   8  |         |          +-------------+
   9  |         |                        |
  10  |         +-------------+          |
  11  |                       |          |
  12  +--< AUTH(AUTH_KEY, ENCRYPTED || NONCE)
  13                          ^          ^
  14                          |          |
  15 +------------------------+          |
  16 |                                   |
  17 |                   +---------------+
  18 |                   |
  19 +--< ENCRYPT(KEY, NONCE, PAYLOAD)
  20                     ^       ^
  21                     |       |
  22                     |       +--< DATA || PAD [|| ZEROS]
  23                     |
  24                     +--< PRP(PRP_KEY, SERIAL)
  25 @end verbatim
  26
  27 @code{SERIAL} is message's serial number. Odds are reserved for
  28 client(->server) messages, evens for server(->client) messages.
  29
  30 @code{PRP} is XTEA block cipher algorithm used here as PRP (pseudo
  31 random permutation function) to obfuscate @code{SERIAL}. Plaintext
  32 @code{SERIAL} state is kept in peers internal state, but encrypted
  33 before transmission.
  34
  35 XTEA's encryption key is the first 128-bit of Salsa20's output with
  36 established common key and zero nonce (message nonces start from 1).
  37
  38 @verbatim
  39 PRP_KEY = 128bit(ENCRYPT(KEY, 0))
  40 @end verbatim
  41
  42 @code{ENCRYPT} is Salsa20 stream cipher, with established session
  43 @code{KEY} and obfuscated @code{SERIAL} used as a nonce. 512 bit of
  44 Salsa20's output is ignored and only remaining is XORed with ther data,
  45 encrypting it.
  46
  47 @code{DATA} is padded with @code{PAD} (0x80 byte). Optional @code{ZEROS}
  48 may follow, to fillup packet with the junk to conceal pyload packet
  49 length.
  50
  51 @code{AUTH} is Poly1305 authentication function. First 256 bits of
  52 Salsa20's output are used as a one-time key for @code{AUTH}.
  53
  54 @verbatim
  55 AUTH_KEY = 256bit(ENCRYPT(KEY, NONCE))
  56 @end verbatim
  57
  58 To prevent replay attacks we must remember received @code{SERIAL}s and
  59 drop when receiving duplicate ones.
  60
  61 In @ref{Encless, encryptionless mode} this scheme is slightly different:
  62
  63 @verbatim
  64  PACKET = ENCODED || NONCE
  65 ENCODED = ENCLESS(DATA || PAD || ZEROS)
  66   NONCE = PRP(PRP_KEY, SERIAL)
  67 @end verbatim
  68
  69 @code{ENCLESS} is AONT and chaffing function. There is no need in
  70 explicit separate authentication.