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                     +--< MAC(MAC_KEY, SERIAL)
  25 @end verbatim
  26
  27 @code{SERIAL} is message's serial number. Odds are reserved for
  28 client (to server) messages, evens for server (to client) messages.
  29
  30 @code{MAC} is BLAKE2b-MAC used to obfuscate @code{SERIAL}. MAC's key
  31 @code{MAC_KEY} is the first 256-bit of Salsa20's output with established
  32 common key and zero nonce (message nonces start from 1).
  33
  34 @verbatim
  35 MAC_KEY = 256bit(ENCRYPT(KEY, 0))
  36 @end verbatim
  37
  38 @code{ENCRYPT} is Salsa20 stream cipher, with established session
  39 @code{KEY} and obfuscated @code{SERIAL} used as a nonce. 512 bit of
  40 Salsa20's output is ignored and only remaining is XORed with ther data,
  41 encrypting it.
  42
  43 @code{DATA} is padded with @code{PAD} (0x80 byte). Optional @code{ZEROS}
  44 may follow, to fill up packet to conceal payload packet length.
  45
  46 @code{AUTH} is Poly1305 authentication function. First 256 bits of
  47 Salsa20's output are used as a one-time key for @code{AUTH}.
  48
  49 @verbatim
  50 AUTH_KEY = 256bit(ENCRYPT(KEY, NONCE))
  51 @end verbatim
  52
  53 To prevent replay attacks we must remember received @code{SERIAL}s and
  54 drop when receiving duplicate ones.
  55
  56 In @ref{Encless, encryptionless mode} this scheme is slightly different:
  57
  58 @verbatim
  59  PACKET = ENCODED || NONCE
  60 ENCODED = ENCLESS(DATA || PAD || ZEROS)
  61   NONCE = MAC(MAC_KEY, SERIAL)
  62 @end verbatim
  63
  64 @code{ENCLESS} is AONT and chaffing function. There is no need in
  65 explicit separate authentication.