chiark / gitweb /
Use new mdup(3mLib) function.
[tripe] / server / tripe.h
1 /* -*-c-*-
2  *
3  * Main header file for TrIPE
4  *
5  * (c) 2001 Straylight/Edgeware
6  */
7
8 /*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
9  *
10  * This file is part of Trivial IP Encryption (TrIPE).
11  *
12  * TrIPE is free software; you can redistribute it and/or modify
13  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
14  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
15  * (at your option) any later version.
16  *
17  * TrIPE is distributed in the hope that it will be useful,
18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
20  * GNU General Public License for more details.
21  *
22  * You should have received a copy of the GNU General Public License
23  * along with TrIPE; if not, write to the Free Software Foundation,
24  * Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
25  */
26
27 #ifndef TRIPE_H
28 #define TRIPE_H
29
30 #ifdef __cplusplus
31   extern "C" {
32 #endif
33
34 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
35
36 #include "config.h"
37
38 #include <assert.h>
39 #include <ctype.h>
40 #include <errno.h>
41 #include <limits.h>
42 #include <signal.h>
43 #include <stdarg.h>
44 #include <stddef.h>
45 #include <stdio.h>
46 #include <stdlib.h>
47 #include <string.h>
48 #include <time.h>
49
50 #include <sys/types.h>
51 #include <sys/time.h>
52 #include <unistd.h>
53 #include <fcntl.h>
54 #include <sys/stat.h>
55 #include <sys/wait.h>
56
57 #include <sys/socket.h>
58 #include <sys/un.h>
59 #include <netinet/in.h>
60 #include <arpa/inet.h>
61 #include <netdb.h>
62
63 #include <pwd.h>
64 #include <grp.h>
65
66 #include <mLib/alloc.h>
67 #include <mLib/arena.h>
68 #include <mLib/base64.h>
69 #include <mLib/bres.h>
70 #include <mLib/daemonize.h>
71 #include <mLib/dstr.h>
72 #include <mLib/env.h>
73 #include <mLib/fdflags.h>
74 #include <mLib/fdpass.h>
75 #include <mLib/fwatch.h>
76 #include <mLib/hash.h>
77 #include <mLib/macros.h>
78 #include <mLib/mdup.h>
79 #include <mLib/mdwopt.h>
80 #include <mLib/quis.h>
81 #include <mLib/report.h>
82 #include <mLib/sel.h>
83 #include <mLib/selbuf.h>
84 #include <mLib/sig.h>
85 #include <mLib/str.h>
86 #include <mLib/sub.h>
87 #include <mLib/trace.h>
88 #include <mLib/tv.h>
89 #include <mLib/versioncmp.h>
90
91 #include <catacomb/buf.h>
92
93 #include <catacomb/gcipher.h>
94 #include <catacomb/gmac.h>
95 #include <catacomb/grand.h>
96 #include <catacomb/key.h>
97 #include <catacomb/paranoia.h>
98
99 #include <catacomb/noise.h>
100 #include <catacomb/rand.h>
101
102 #include <catacomb/mp.h>
103 #include <catacomb/mprand.h>
104 #include <catacomb/dh.h>
105 #include <catacomb/ec.h>
106 #include <catacomb/ec-keys.h>
107 #include <catacomb/group.h>
108
109 #include "priv.h"
110 #include "protocol.h"
111 #include "slip.h"
112 #include "util.h"
113
114 #undef sun
115
116 /*----- Magic numbers -----------------------------------------------------*/
117
118 /* --- Trace flags --- */
119
120 #define T_TUNNEL 1u
121 #define T_PEER 2u
122 #define T_PACKET 4u
123 #define T_ADMIN 8u
124 #define T_CRYPTO 16u
125 #define T_KEYSET 32u
126 #define T_KEYEXCH 64u
127 #define T_KEYMGMT 128u
128 #define T_CHAL 256u
129 /* T_PRIVSEP  in priv.h */
130
131 #define T_ALL 1023u
132
133 /* --- Units --- */
134
135 #define SEC(n) (n##u)
136 #define MIN(n) (n##u * 60u)
137 #define MEG(n) (n##ul * 1024ul * 1024ul)
138
139 /* --- Other things --- */
140
141 #define PKBUFSZ 65536
142
143 /*----- Cipher selections -------------------------------------------------*/
144
145 typedef struct algswitch {
146   const gccipher *c;                    /* Symmetric encryption scheme */
147   const gccipher *mgf;                  /* Mask-generation function */
148   const gchash *h;                      /* Hash function */
149   const gcmac *m;                       /* Message authentication code */
150   size_t hashsz;                        /* Hash output size */
151   size_t tagsz;                         /* Length to truncate MAC tags */
152   size_t expsz;                         /* Size of data to process */
153   size_t cksz, mksz;                    /* Key lengths for @c@ and @m@ */
154 } algswitch;
155
156 extern algswitch algs;
157
158 #define MAXHASHSZ 64                    /* Largest possible hash size */
159
160 #define HASH_STRING(h, s) GH_HASH((h), (s), sizeof(s))
161
162 /*----- Data structures ---------------------------------------------------*/
163
164 /* --- Socket addresses --- *
165  *
166  * A magic union of supported socket addresses.
167  */
168
169 typedef union addr {
170   struct sockaddr sa;
171   struct sockaddr_in sin;
172 } addr;
173
174 /* --- Mapping keyed on addresses --- */
175
176 typedef struct addrmap {
177   hash_table t;
178   size_t load;
179 } addrmap;
180
181 typedef struct addrmap_base {
182   hash_base b;
183   addr a;
184 } addrmap_base;
185
186 /* --- Sequence number checking --- */
187
188 typedef struct seqwin {
189   uint32 seq;                           /* First acceptable input sequence */
190   uint32 win;                           /* Window of acceptable numbers */
191 } seqwin;
192
193 #define SEQ_WINSZ 32                    /* Bits in sequence number window */
194
195 /* --- A symmetric keyset --- *
196  *
197  * A keyset contains a set of symmetric keys for encrypting and decrypting
198  * packets.  Keysets are stored in a list, sorted in reverse order of
199  * creation, so that the most recent keyset (the one most likely to be used)
200  * is first.
201  *
202  * Each keyset has a time limit and a data limit.  The keyset is destroyed
203  * when either it has existed for too long, or it has been used to encrypt
204  * too much data.  New key exchanges are triggered when keys are close to
205  * expiry.
206  */
207
208 typedef struct keyset {
209   struct keyset *next;                  /* Next active keyset in the list */
210   unsigned ref;                         /* Reference count for keyset */
211   struct peer *p;                       /* Pointer to peer structure */
212   time_t t_exp;                         /* Expiry time for this keyset */
213   unsigned long sz_exp, sz_regen;       /* Data limits for the keyset */
214   T( unsigned seq; )                    /* Sequence number for tracing */
215   unsigned f;                           /* Various useful flags */
216   gcipher *cin, *cout;                  /* Keyset ciphers for encryption */
217   size_t tagsz;                         /* Length to truncate MAC tags */
218   gmac *min, *mout;                     /* Keyset MACs for integrity */
219   uint32 oseq;                          /* Outbound sequence number */
220   seqwin iseq;                          /* Inbound sequence number */
221 } keyset;
222
223 #define KSF_LISTEN 1u                   /* Don't encrypt packets yet */
224 #define KSF_LINK 2u                     /* Key is in a linked list */
225
226 #define KSERR_REGEN -1                  /* Regenerate keys */
227 #define KSERR_NOKEYS -2                 /* No keys left */
228 #define KSERR_DECRYPT -3                /* Unable to decrypt message */
229
230 /* --- Key exchange --- *
231  *
232  * TrIPE uses the Wrestlers Protocol for its key exchange.  The Wrestlers
233  * Protocol has a number of desirable features (e.g., perfect forward
234  * secrecy, and zero-knowledge authentication) which make it attractive for
235  * use in TrIPE.  The Wrestlers Protocol was designed by Mark Wooding and
236  * Clive Jones.
237  */
238
239 #define KX_NCHAL 16u
240
241 typedef struct kxchal {
242   struct keyexch *kx;                   /* Pointer back to key exchange */
243   ge *c;                                /* Responder's challenge */
244   ge *r;                                /* My reply to the challenge */
245   keyset *ks;                           /* Pointer to temporary keyset */
246   unsigned f;                           /* Various useful flags */
247   sel_timer t;                          /* Response timer for challenge */
248   octet hc[MAXHASHSZ];                  /* Hash of his challenge */
249   octet ck[MAXHASHSZ];                  /* His magical check value */
250   octet hswrq_in[MAXHASHSZ];            /* Inbound switch request message */
251   octet hswok_in[MAXHASHSZ];            /* Inbound switch confirmation */
252   octet hswrq_out[MAXHASHSZ];           /* Outbound switch request message */
253   octet hswok_out[MAXHASHSZ];           /* Outbound switch confirmation */
254 } kxchal;
255
256 typedef struct keyexch {
257   struct peer *p;                       /* Pointer back to the peer */
258   keyset **ks;                          /* Peer's list of keysets */
259   unsigned f;                           /* Various useful flags */
260   unsigned s;                           /* Current state in exchange */
261   sel_timer t;                          /* Timer for next exchange */
262   ge *kpub;                             /* Peer's public key */
263   time_t texp_kpub;                     /* Expiry time for public key */
264   mp *alpha;                            /* My temporary secret */
265   ge *c;                                /* My challenge */
266   ge *rx;                               /* The expected response */
267   unsigned nr;                          /* Number of extant responses */
268   time_t t_valid;                       /* When this exchange goes bad */
269   octet hc[MAXHASHSZ];                  /* Hash of my challenge */
270   kxchal *r[KX_NCHAL];                  /* Array of challenges */
271 } keyexch;
272
273 #define KXF_TIMER 1u                    /* Waiting for a timer to go off */
274 #define KXF_DEAD 2u                     /* The key-exchanger isn't up */
275 #define KXF_PUBKEY 4u                   /* Key exchanger has a public key */
276 #define KXF_CORK 8u                     /* Don't send anything yet */
277
278 enum {
279   KXS_DEAD,                             /* Uninitialized state (magical) */
280   KXS_CHAL,                             /* Main answer-challenges state */
281   KXS_COMMIT,                           /* Committed: send switch request */
282   KXS_SWITCH                            /* Switched: send confirmation */
283 };
284
285 /* --- Tunnel structure --- *
286  *
287  * Used to maintain system-specific information about the tunnel interface.
288  */
289
290 typedef struct tunnel tunnel;
291 struct peer;
292
293 typedef struct tunnel_ops {
294   const char *name;                     /* Name of this tunnel driver */
295   unsigned flags;                       /* Various interesting flags */
296 #define TUNF_PRIVOPEN 1u                /*   Need helper to open file */
297   void (*init)(void);                   /* Initializes the system */
298   tunnel *(*create)(struct peer */*p*/, int /*fd*/, char **/*ifn*/);
299                                         /* Initializes a new tunnel */
300   void (*setifname)(tunnel */*t*/, const char */*ifn*/);
301                                         /*  Notifies ifname change */
302   void (*inject)(tunnel */*t*/, buf */*b*/); /* Sends packet through if */
303   void (*destroy)(tunnel */*t*/);       /* Destroys a tunnel */
304 } tunnel_ops;
305
306 #ifndef TUN_INTERNALS
307 struct tunnel { const tunnel_ops *ops; };
308 #endif
309
310 /* --- Peer statistics --- *
311  *
312  * Contains various interesting and not-so-interesting statistics about a
313  * peer.  This is updated by various parts of the code.  The format of the
314  * structure isn't considered private, and @p_stats@ returns a pointer to the
315  * statistics block for a given peer.
316  */
317
318 typedef struct stats {
319   unsigned long sz_in, sz_out;          /* Size of all data in and out */
320   unsigned long sz_kxin, sz_kxout;      /* Size of key exchange messages */
321   unsigned long sz_ipin, sz_ipout;      /* Size of encapsulated IP packets */
322   time_t t_start, t_last, t_kx;         /* Time peer created, last pk, kx */
323   unsigned long n_reject;               /* Number of rejected packets */
324   unsigned long n_in, n_out;            /* Number of packets in and out */
325   unsigned long n_kxin, n_kxout;        /* Number of key exchange packets */
326   unsigned long n_ipin, n_ipout;        /* Number of encrypted packets */
327 } stats;
328
329 /* --- Peer structure --- *
330  *
331  * The main structure which glues everything else together.
332  */
333
334 typedef struct peerspec {
335   char *name;                           /* Peer's name */
336   const tunnel_ops *tops;               /* Tunnel operations */
337   unsigned long t_ka;                   /* Keep alive interval */
338   addr sa;                              /* Socket address to speak to */
339   size_t sasz;                          /* Socket address size */
340   unsigned kxf;                         /* Key exchange flags to set */
341 } peerspec;
342
343 typedef struct peer_byname {
344   sym_base _b;
345   struct peer *p;
346 } peer_byname;
347
348 typedef struct peer_byaddr {
349   addrmap_base _b;
350   struct peer *p;
351 } peer_byaddr;
352
353 typedef struct peer {
354   peer_byname *byname;                  /* Lookup-by-name block */
355   peer_byaddr *byaddr;                  /* Lookup-by-address block */
356   struct ping *pings;                   /* Pings we're waiting for */
357   peerspec spec;                        /* Specifications for this peer */
358   tunnel *t;                            /* Tunnel for local packets */
359   char *ifname;                         /* Interface name for tunnel */
360   keyset *ks;                           /* List head for keysets */
361   buf b;                                /* Buffer for sending packets */
362   stats st;                             /* Statistics */
363   keyexch kx;                           /* Key exchange protocol block */
364   sel_timer tka;                        /* Timer for keepalives */
365 } peer;
366
367 typedef struct peer_iter { sym_iter i; } peer_iter;
368
369 typedef struct ping {
370   struct ping *next, *prev;             /* Links to next and previous */
371   peer *p;                              /* Peer so we can free it */
372   unsigned msg;                         /* Kind of response expected */
373   uint32 id;                            /* Id so we can recognize response */
374   octet magic[32];                      /* Some random data */
375   sel_timer t;                          /* Timeout for ping */
376   void (*func)(int /*rc*/, void */*arg*/); /* Function to call when done */
377   void *arg;                            /* Argument for callback */
378 } ping;
379
380 enum {
381   PING_NONOTIFY = -1,
382   PING_OK = 0,
383   PING_TIMEOUT,
384   PING_PEERDIED,
385   PING_MAX
386 };
387
388 /* --- Admin structure --- */
389
390 #define OBUFSZ 16384u
391
392 typedef struct obuf {
393   struct obuf *next;                    /* Next buffer in list */
394   char *p_in, *p_out;                   /* Pointers into the buffer */
395   char buf[OBUFSZ];                     /* The actual buffer */
396 } obuf;
397
398 typedef struct oqueue {
399   obuf *hd, *tl;                        /* Head and tail pointers */
400 } oqueue;
401
402 struct admin;
403
404 typedef struct admin_bgop {
405   struct admin_bgop *next, *prev;       /* Links to next and previous */
406   struct admin *a;                      /* Owner job */
407   char *tag;                            /* Tag string for messages */
408   void (*cancel)(struct admin_bgop *);  /* Destructor function */
409 } admin_bgop;
410
411 typedef struct admin_resop {
412   admin_bgop bg;                        /* Background operation header */
413   char *addr;                           /* Hostname to be resolved */
414   bres_client r;                        /* Background resolver task */
415   sel_timer t;                          /* Timer for resolver */
416   addr sa;                              /* Socket address */
417   size_t sasz;                          /* Socket address size */
418   void (*func)(struct admin_resop *, int); /* Handler */
419 } admin_resop;
420
421 enum { ARES_OK, ARES_FAIL };
422
423 typedef struct admin_addop {
424   admin_resop r;                        /* Name resolution header */
425   peerspec peer;                        /* Peer pending creation */
426 } admin_addop;
427
428 typedef struct admin_greetop {
429   admin_resop r;                        /* Name resolution header */
430   void *c;                              /* Challenge block */
431   size_t sz;                            /* Length of challenge */
432 } admin_greetop;
433
434 typedef struct admin_pingop {
435   admin_bgop bg;                        /* Background operation header */
436   ping ping;                            /* Ping pending response */
437   struct timeval pingtime;              /* Time last ping was sent */
438 } admin_pingop;
439
440 typedef struct admin_service {
441   sym_base _b;                          /* Hash table base structure */
442   char *version;                        /* The provided version */
443   struct admin *prov;                   /* Which client provides me */
444   struct admin_service *next, *prev;    /* Client's list of services */
445 } admin_service;
446
447 typedef struct admin_svcop {
448   admin_bgop bg;                        /* Background operation header */
449   struct admin *prov;                   /* Client servicing this job */
450   unsigned index;                       /* This job's index */
451   struct admin_svcop *next, *prev;      /* Links for provider's jobs */
452 } admin_svcop;
453
454 typedef struct admin_jobentry {
455   unsigned short seq;                   /* Zero if unused */
456   union {
457     admin_svcop *op;                    /* Operation, if slot in use, ... */
458     uint32 next;                        /* ... or index of next free slot */
459   } u;
460 } admin_jobentry;
461
462 typedef struct admin_jobtable {
463   uint32 n, sz;                         /* Used slots and table size */
464   admin_svcop *active;                  /* List of active jobs */
465   uint32 free;                          /* Index of first free slot */
466   admin_jobentry *v;                    /* And the big array of entries */
467 } admin_jobtable;
468
469 typedef struct admin {
470   struct admin *next, *prev;            /* Links to next and previous */
471   unsigned f;                           /* Various useful flags */
472   unsigned ref;                         /* Reference counter */
473 #ifndef NTRACE
474   unsigned seq;                         /* Sequence number for tracing */
475 #endif
476   oqueue out;                           /* Output buffer list */
477   oqueue delay;                         /* Delayed output buffer list */
478   admin_bgop *bg;                       /* Backgrounded operations */
479   admin_service *svcs;                  /* Which services I provide */
480   admin_jobtable j;                     /* Table of outstanding jobs */
481   selbuf b;                             /* Line buffer for commands */
482   sel_file w;                           /* Selector for write buffering */
483 } admin;
484
485 #define AF_DEAD 1u                      /* Destroy this admin block */
486 #define AF_CLOSE 2u                     /* Client closed connection */
487 #define AF_NOTE 4u                      /* Catch notifications */
488 #define AF_WARN 8u                      /* Catch warning messages */
489 #ifndef NTRACE
490   #define AF_TRACE 16u                  /* Catch tracing */
491 #endif
492 #define AF_FOREGROUND 32u               /* Quit server when client closes */
493
494 #ifndef NTRACE
495 #  define AF_ALLMSGS (AF_NOTE | AF_TRACE | AF_WARN)
496 #else
497 #  define AF_ALLMSGS (AF_NOTE | AF_WARN)
498 #endif
499
500 /*----- Global variables --------------------------------------------------*/
501
502 extern sel_state sel;                   /* Global I/O event state */
503 extern group *gg;                       /* The group we work in */
504 extern size_t indexsz;                  /* Size of exponent for the group */
505 extern mp *kpriv;                       /* Our private key */
506 extern ge *kpub;                        /* Our public key */
507 extern octet buf_i[PKBUFSZ], buf_o[PKBUFSZ], buf_t[PKBUFSZ], buf_u[PKBUFSZ];
508 extern const tunnel_ops *tunnels[];     /* Table of tunnels (0-term) */
509 extern const tunnel_ops *tun_default;   /* Default tunnel to use */
510
511 #ifndef NTRACE
512 extern const trace_opt tr_opts[];       /* Trace options array */
513 extern unsigned tr_flags;               /* Trace options flags */
514 #endif
515
516 /*----- Other macros ------------------------------------------------------*/
517
518 #define TIMER noise_timer(RAND_GLOBAL)
519
520 /*----- Key management ----------------------------------------------------*/
521
522 /* --- @km_reload@ --- *
523  *
524  * Arguments:   ---
525  *
526  * Returns:     Zero if OK, nonzero to force reloading of keys.
527  *
528  * Use:         Checks the keyrings to see if they need reloading.
529  */
530
531 extern int km_reload(void);
532
533 /* --- @km_init@ --- *
534  *
535  * Arguments:   @const char *kr_priv@ = private keyring file
536  *              @const char *kr_pub@ = public keyring file
537  *              @const char *tag@ = tag to load
538  *
539  * Returns:     ---
540  *
541  * Use:         Initializes, and loads the private key.
542  */
543
544 extern void km_init(const char */*kr_priv*/, const char */*kr_pub*/,
545                     const char */*tag*/);
546
547 /* --- @km_getpubkey@ --- *
548  *
549  * Arguments:   @const char *tag@ = public key tag to load
550  *              @ge *kpub@ = where to put the public key
551  *              @time_t *t_exp@ = where to put the expiry time
552  *
553  * Returns:     Zero if OK, nonzero if it failed.
554  *
555  * Use:         Fetches a public key from the keyring.
556  */
557
558 extern int km_getpubkey(const char */*tag*/, ge */*kpub*/,
559                         time_t */*t_exp*/);
560
561 /*----- Key exchange ------------------------------------------------------*/
562
563 /* --- @kx_start@ --- *
564  *
565  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
566  *              @int forcep@ = nonzero to ignore the quiet timer
567  *
568  * Returns:     ---
569  *
570  * Use:         Stimulates a key exchange.  If a key exchage is in progress,
571  *              a new challenge is sent (unless the quiet timer forbids
572  *              this); if no exchange is in progress, one is commenced.
573  */
574
575 extern void kx_start(keyexch */*kx*/, int /*forcep*/);
576
577 /* --- @kx_message@ --- *
578  *
579  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
580  *              @unsigned msg@ = the message code
581  *              @buf *b@ = pointer to buffer containing the packet
582  *
583  * Returns:     ---
584  *
585  * Use:         Reads a packet containing key exchange messages and handles
586  *              it.
587  */
588
589 extern void kx_message(keyexch */*kx*/, unsigned /*msg*/, buf */*b*/);
590
591 /* --- @kx_free@ --- *
592  *
593  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
594  *
595  * Returns:     ---
596  *
597  * Use:         Frees everything in a key exchange context.
598  */
599
600 extern void kx_free(keyexch */*kx*/);
601
602 /* --- @kx_newkeys@ --- *
603  *
604  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
605  *
606  * Returns:     ---
607  *
608  * Use:         Informs the key exchange module that its keys may have
609  *              changed.  If fetching the new keys fails, the peer will be
610  *              destroyed, we log messages and struggle along with the old
611  *              keys.
612  */
613
614 extern void kx_newkeys(keyexch */*kx*/);
615
616 /* --- @kx_init@ --- *
617  *
618  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
619  *              @peer *p@ = pointer to peer context
620  *              @keyset **ks@ = pointer to keyset list
621  *              @unsigned f@ = various useful flags
622  *
623  * Returns:     Zero if OK, nonzero if it failed.
624  *
625  * Use:         Initializes a key exchange module.  The module currently
626  *              contains no keys, and will attempt to initiate a key
627  *              exchange.
628  */
629
630 extern int kx_init(keyexch */*kx*/, peer */*p*/,
631                    keyset **/*ks*/, unsigned /*f*/);
632
633 /*----- Keysets and symmetric cryptography --------------------------------*/
634
635 /* --- @ks_drop@ --- *
636  *
637  * Arguments:   @keyset *ks@ = pointer to a keyset
638  *
639  * Returns:     ---
640  *
641  * Use:         Decrements a keyset's reference counter.  If the counter hits
642  *              zero, the keyset is freed.
643  */
644
645 extern void ks_drop(keyset */*ks*/);
646
647 /* --- @ks_gen@ --- *
648  *
649  * Arguments:   @const void *k@ = pointer to key material
650  *              @size_t x, y, z@ = offsets into key material (see below)
651  *              @peer *p@ = pointer to peer information
652  *
653  * Returns:     A pointer to the new keyset.
654  *
655  * Use:         Derives a new keyset from the given key material.  The
656  *              offsets @x@, @y@ and @z@ separate the key material into three
657  *              parts.  Between the @k@ and @k + x@ is `my' contribution to
658  *              the key material; between @k + x@ and @k + y@ is `your'
659  *              contribution; and between @k + y@ and @k + z@ is a shared
660  *              value we made together.  These are used to construct two
661  *              pairs of symmetric keys.  Each pair consists of an encryption
662  *              key and a message authentication key.  One pair is used for
663  *              outgoing messages, the other for incoming messages.
664  *
665  *              The new key is marked so that it won't be selected for output
666  *              by @ksl_encrypt@.  You can still encrypt data with it by
667  *              calling @ks_encrypt@ directly.
668  */
669
670 extern keyset *ks_gen(const void */*k*/,
671                       size_t /*x*/, size_t /*y*/, size_t /*z*/,
672                       peer */*p*/);
673
674 /* --- @ks_tregen@ --- *
675  *
676  * Arguments:   @keyset *ks@ = pointer to a keyset
677  *
678  * Returns:     The time at which moves ought to be made to replace this key.
679  */
680
681 extern time_t ks_tregen(keyset */*ks*/);
682
683 /* --- @ks_activate@ --- *
684  *
685  * Arguments:   @keyset *ks@ = pointer to a keyset
686  *
687  * Returns:     ---
688  *
689  * Use:         Activates a keyset, so that it can be used for encrypting
690  *              outgoing messages.
691  */
692
693 extern void ks_activate(keyset */*ks*/);
694
695 /* --- @ks_encrypt@ --- *
696  *
697  * Arguments:   @keyset *ks@ = pointer to a keyset
698  *              @unsigned ty@ = message type
699  *              @buf *b@ = pointer to input buffer
700  *              @buf *bb@ = pointer to output buffer
701  *
702  * Returns:     Zero if successful; @KSERR_REGEN@ if we should negotiate a
703  *              new key; @KSERR_NOKEYS@ if the key is not usable.  Also
704  *              returns zero if there was insufficient buffer (but the output
705  *              buffer is broken in this case).
706  *
707  * Use:         Encrypts a block of data using the key.  Note that the `key
708  *              ought to be replaced' notification is only ever given once
709  *              for each key.  Also note that this call forces a keyset to be
710  *              used even if it's marked as not for data output.
711  */
712
713 extern int ks_encrypt(keyset */*ks*/, unsigned /*ty*/,
714                       buf */*b*/, buf */*bb*/);
715
716 /* --- @ks_decrypt@ --- *
717  *
718  * Arguments:   @keyset *ks@ = pointer to a keyset
719  *              @unsigned ty@ = expected type code
720  *              @buf *b@ = pointer to an input buffer
721  *              @buf *bb@ = pointer to an output buffer
722  *
723  * Returns:     Zero on success; @KSERR_DECRYPT@ on failure.  Also returns
724  *              zero if there was insufficient buffer (but the output buffer
725  *              is broken in this case).
726  *
727  * Use:         Attempts to decrypt a message using a given key.  Note that
728  *              requesting decryption with a key directly won't clear a
729  *              marking that it's not for encryption.
730  */
731
732 extern int ks_decrypt(keyset */*ks*/, unsigned /*ty*/,
733                       buf */*b*/, buf */*bb*/);
734
735 /* --- @ksl_free@ --- *
736  *
737  * Arguments:   @keyset **ksroot@ = pointer to keyset list head
738  *
739  * Returns:     ---
740  *
741  * Use:         Frees (releases references to) all of the keys in a keyset.
742  */
743
744 extern void ksl_free(keyset **/*ksroot*/);
745
746 /* --- @ksl_link@ --- *
747  *
748  * Arguments:   @keyset **ksroot@ = pointer to keyset list head
749  *              @keyset *ks@ = pointer to a keyset
750  *
751  * Returns:     ---
752  *
753  * Use:         Links a keyset into a list.  A keyset can only be on one list
754  *              at a time.  Bad things happen otherwise.
755  */
756
757 extern void ksl_link(keyset **/*ksroot*/, keyset */*ks*/);
758
759 /* --- @ksl_prune@ --- *
760  *
761  * Arguments:   @keyset **ksroot@ = pointer to keyset list head
762  *
763  * Returns:     ---
764  *
765  * Use:         Prunes the keyset list by removing keys which mustn't be used
766  *              any more.
767  */
768
769 extern void ksl_prune(keyset **/*ksroot*/);
770
771 /* --- @ksl_encrypt@ --- *
772  *
773  * Arguments:   @keyset **ksroot@ = pointer to keyset list head
774  *              @unsigned ty@ = message type
775  *              @buf *b@ = pointer to input buffer
776  *              @buf *bb@ = pointer to output buffer
777  *
778  * Returns:     Zero if successful; @KSERR_REGEN@ if it's time to negotiate a
779  *              new key; @KSERR_NOKEYS@ if there are no suitable keys
780  *              available.  Also returns zero if there was insufficient
781  *              buffer space (but the output buffer is broken in this case).
782  *
783  * Use:         Encrypts a packet.
784  */
785
786 extern int ksl_encrypt(keyset **/*ksroot*/, unsigned /*ty*/,
787                        buf */*b*/, buf */*bb*/);
788
789 /* --- @ksl_decrypt@ --- *
790  *
791  * Arguments:   @keyset **ksroot@ = pointer to keyset list head
792  *              @unsigned ty@ = expected type code
793  *              @buf *b@ = pointer to input buffer
794  *              @buf *bb@ = pointer to output buffer
795  *
796  * Returns:     Zero on success; @KSERR_DECRYPT@ on failure.  Also returns
797  *              zero if there was insufficient buffer (but the output buffer
798  *              is broken in this case).
799  *
800  * Use:         Decrypts a packet.
801  */
802
803 extern int ksl_decrypt(keyset **/*ksroot*/, unsigned /*ty*/,
804                        buf */*b*/, buf */*bb*/);
805
806 /*----- Challenges --------------------------------------------------------*/
807
808 /* --- @c_new@ --- *
809  *
810  * Arguments:   @buf *b@ = where to put the challenge
811  *
812  * Returns:     Zero if OK, nonzero on error.
813  *
814  * Use:         Issues a new challenge.
815  */
816
817 extern int c_new(buf */*b*/);
818
819 /* --- @c_check@ --- *
820  *
821  * Arguments:   @buf *b@ = where to find the challenge
822  *
823  * Returns:     Zero if OK, nonzero if it didn't work.
824  *
825  * Use:         Checks a challenge.  On failure, the buffer is broken.
826  */
827
828 extern int c_check(buf */*b*/);
829
830 /*----- Administration interface ------------------------------------------*/
831
832 #define A_END ((char *)0)
833
834 /* --- @a_vformat@ --- *
835  *
836  * Arguments:   @dstr *d@ = where to leave the formatted message
837  *              @const char *fmt@ = pointer to format string
838  *              @va_list ap@ = arguments in list
839  *
840  * Returns:     ---
841  *
842  * Use:         Main message token formatting driver.  The arguments are
843  *              interleaved formatting tokens and their parameters, finally
844  *              terminated by an entry @A_END@.
845  *
846  *              Tokens recognized:
847  *
848  *                * "*..." ... -- pretokenized @dstr_putf@-like string
849  *
850  *                * "?ADDR" SOCKADDR -- a socket address, to be converted
851  *
852  *                * "?B64" BUFFER SIZE -- binary data to be base64-encoded
853  *
854  *                * "?TOKENS" VECTOR -- null-terminated vector of tokens
855  *
856  *                * "?PEER" PEER -- peer's name
857  *
858  *                * "?ERRNO" ERRNO -- system error code
859  *
860  *                * "[!]..." ... -- @dstr_putf@-like string as single token
861  */
862
863 extern void a_vformat(dstr */*d*/, const char */*fmt*/, va_list /*ap*/);
864
865 /* --- @a_warn@ --- *
866  *
867  * Arguments:   @const char *fmt@ = pointer to format string
868  *              @...@ = other arguments
869  *
870  * Returns:     ---
871  *
872  * Use:         Informs all admin connections of a warning.
873  */
874
875 extern void a_warn(const char */*fmt*/, ...);
876
877 /* --- @a_notify@ --- *
878  *
879  * Arguments:   @const char *fmt@ = pointer to format string
880  *              @...@ = other arguments
881  *
882  * Returns:     ---
883  *
884  * Use:         Sends a notification to interested admin connections.
885  */
886
887 extern void a_notify(const char */*fmt*/, ...);
888
889 /* --- @a_create@ --- *
890  *
891  * Arguments:   @int fd_in, fd_out@ = file descriptors to use
892  *              @unsigned f@ = initial flags to set
893  *
894  * Returns:     ---
895  *
896  * Use:         Creates a new admin connection.
897  */
898
899 extern void a_create(int /*fd_in*/, int /*fd_out*/, unsigned /*f*/);
900
901 /* --- @a_quit@ --- *
902  *
903  * Arguments:   ---
904  *
905  * Returns:     ---
906  *
907  * Use:         Shuts things down nicely.
908  */
909
910 extern void a_quit(void);
911
912 /* --- @a_preselect@ --- *
913  *
914  * Arguments:   ---
915  *
916  * Returns:     ---
917  *
918  * Use:         Informs the admin module that we're about to select again,
919  *              and that it should do cleanup things it has delayed until a
920  *              `safe' time.
921  */
922
923 extern void a_preselect(void);
924
925 /* --- @a_daemon@ --- *
926  *
927  * Arguments:   ---
928  *
929  * Returns:     ---
930  *
931  * Use:         Informs the admin module that it's a daemon.
932  */
933
934 extern void a_daemon(void);
935
936 /* --- @a_init@ --- *
937  *
938  * Arguments:   @const char *sock@ = socket name to create
939  *              @uid_t u@ = user to own the socket
940  *              @gid_t g@ = group to own the socket
941  *
942  * Returns:     ---
943  *
944  * Use:         Creates the admin listening socket.
945  */
946
947 extern void a_init(const char */*sock*/, uid_t /*u*/, gid_t /*g*/);
948
949 /*----- Mapping with addresses as keys ------------------------------------*/
950
951 /* --- @am_create@ --- *
952  *
953  * Arguments:   @addrmap *m@ = pointer to map
954  *
955  * Returns:     ---
956  *
957  * Use:         Create an address map, properly set up.
958  */
959
960 extern void am_create(addrmap */*m*/);
961
962 /* --- @am_destroy@ --- *
963  *
964  * Arguments:   @addrmap *m@ = pointer to map
965  *
966  * Returns:     ---
967  *
968  * Use:         Destroy an address map, throwing away all the entries.
969  */
970
971 extern void am_destroy(addrmap */*m*/);
972
973 /* --- @am_find@ --- *
974  *
975  * Arguments:   @addrmap *m@ = pointer to map
976  *              @const addr *a@ = address to look up
977  *              @size_t sz@ = size of block to allocate
978  *              @unsigned *f@ = where to store flags
979  *
980  * Returns:     Pointer to found item, or null.
981  *
982  * Use:         Finds a record with the given IP address, set @*f@ nonzero
983  *              and returns it.  If @sz@ is zero, and no match was found,
984  *              return null; otherwise allocate a new block of @sz@ bytes,
985  *              clear @*f@ to zero and return the block pointer.
986  */
987
988 extern void *am_find(addrmap */*m*/, const addr */*a*/,
989                      size_t /*sz*/, unsigned */*f*/);
990
991 /* --- @am_remove@ --- *
992  *
993  * Arguments:   @addrmap *m@ = pointer to map
994  *              @void *i@ = pointer to the item
995  *
996  * Returns:     ---
997  *
998  * Use:         Removes an item from the map.
999  */
1000
1001 extern void am_remove(addrmap */*m*/, void */*i*/);
1002
1003 /*----- Privilege separation ----------------------------------------------*/
1004
1005 /* --- @ps_trace@ --- *
1006  *
1007  * Arguments:   @unsigned mask@ = trace mask to check
1008  *              @const char *fmt@ = message format
1009  *              @...@ = values for placeholders
1010  *
1011  * Returns:     ---
1012  *
1013  * Use:         Writes a trace message.
1014  */
1015
1016 T( extern void ps_trace(unsigned /*mask*/, const char */*fmt*/, ...); )
1017
1018 /* --- @ps_warn@ --- *
1019  *
1020  * Arguments:   @const char *fmt@ = message format
1021  *              @...@ = values for placeholders
1022  *
1023  * Returns:     ---
1024  *
1025  * Use:         Writes a warning message.
1026  */
1027
1028 extern void ps_warn(const char */*fmt*/, ...);
1029
1030 /* --- @ps_tunfd@ --- *
1031  *
1032  * Arguments:   @const tunnel_ops *tops@ = pointer to tunnel operations
1033  *              @char **ifn@ = where to put the interface name
1034  *
1035  * Returns:     The file descriptor, or @-1@ on error.
1036  *
1037  * Use:         Fetches a file descriptor for a tunnel driver.
1038  */
1039
1040 extern int ps_tunfd(const tunnel_ops */*tops*/, char **/*ifn*/);
1041
1042 /* --- @ps_split@ --- *
1043  *
1044  * Arguments:   @int detachp@ = whether to detach the child from its terminal
1045  *
1046  * Returns:     ---
1047  *
1048  * Use:         Separates off the privileged tunnel-opening service from the
1049  *              rest of the server.
1050  */
1051
1052 extern void ps_split(int /*detachp*/);
1053
1054 /* --- @ps_quit@ --- *
1055  *
1056  * Arguments:   ---
1057  *
1058  * Returns:     ---
1059  *
1060  * Use:         Detaches from the helper process.
1061  */
1062
1063 extern void ps_quit(void);
1064
1065 /*----- Peer management ---------------------------------------------------*/
1066
1067 /* --- @p_txstart@ --- *
1068  *
1069  * Arguments:   @peer *p@ = pointer to peer block
1070  *              @unsigned msg@ = message type code
1071  *
1072  * Returns:     A pointer to a buffer to write to.
1073  *
1074  * Use:         Starts sending to a peer.  Only one send can happen at a
1075  *              time.
1076  */
1077
1078 extern buf *p_txstart(peer */*p*/, unsigned /*msg*/);
1079
1080 /* --- @p_txend@ --- *
1081  *
1082  * Arguments:   @peer *p@ = pointer to peer block
1083  *
1084  * Returns:     ---
1085  *
1086  * Use:         Sends a packet to the peer.
1087  */
1088
1089 extern void p_txend(peer */*p*/);
1090
1091 /* --- @p_pingsend@ --- *
1092  *
1093  * Arguments:   @peer *p@ = destination peer
1094  *              @ping *pg@ = structure to fill in
1095  *              @unsigned type@ = message type
1096  *              @unsigned long timeout@ = how long to wait before giving up
1097  *              @void (*func)(int, void *)@ = callback function
1098  *              @void *arg@ = argument for callback
1099  *
1100  * Returns:     Zero if successful, nonzero if it failed.
1101  *
1102  * Use:         Sends a ping to a peer.  Call @func@ with a nonzero argument
1103  *              if we get an answer within the timeout, or zero if no answer.
1104  */
1105
1106 extern int p_pingsend(peer */*p*/, ping */*pg*/, unsigned /*type*/,
1107                       unsigned long /*timeout*/,
1108                       void (*/*func*/)(int, void *), void */*arg*/);
1109
1110 /* --- @p_pingdone@ --- *
1111  *
1112  * Arguments:   @ping *p@ = ping structure
1113  *              @int rc@ = return code to pass on
1114  *
1115  * Returns:     ---
1116  *
1117  * Use:         Disposes of a ping structure, maybe sending a notification.
1118  */
1119
1120 extern void p_pingdone(ping */*p*/, int /*rc*/);
1121
1122 /* --- @p_greet@ --- *
1123  *
1124  * Arguments:   @peer *p@ = peer to send to
1125  *              @const void *c@ = pointer to challenge
1126  *              @size_t sz@ = size of challenge
1127  *
1128  * Returns:     ---
1129  *
1130  * Use:         Sends a greeting packet.
1131  */
1132
1133 extern void p_greet(peer */*p*/, const void */*c*/, size_t /*sz*/);
1134
1135 /* --- @p_tun@ --- *
1136  *
1137  * Arguments:   @peer *p@ = pointer to peer block
1138  *              @buf *b@ = buffer containing incoming packet
1139  *
1140  * Returns:     ---
1141  *
1142  * Use:         Handles a packet which needs to be sent to a peer.
1143  */
1144
1145 extern void p_tun(peer */*p*/, buf */*b*/);
1146
1147 /* --- @p_keyreload@ --- *
1148  *
1149  * Arguments:   ---
1150  *
1151  * Returns:     ---
1152  *
1153  * Use:         Forces a check of the daemon's keyring files.
1154  */
1155
1156 extern void p_keyreload(void);
1157
1158 /* --- @p_interval@ --- *
1159  *
1160  * Arguments:   ---
1161  *
1162  * Returns:     ---
1163  *
1164  * Use:         Called periodically to do tidying.
1165  */
1166
1167 extern void p_interval(void);
1168
1169 /* --- @p_stats@ --- *
1170  *
1171  * Arguments:   @peer *p@ = pointer to a peer block
1172  *
1173  * Returns:     A pointer to the peer's statistics.
1174  */
1175
1176 extern stats *p_stats(peer */*p*/);
1177
1178 /* --- @p_ifname@ --- *
1179  *
1180  * Arguments:   @peer *p@ = pointer to a peer block
1181  *
1182  * Returns:     A pointer to the peer's interface name.
1183  */
1184
1185 extern const char *p_ifname(peer */*p*/);
1186
1187 /* --- @p_setifname@ --- *
1188  *
1189  * Arguments:   @peer *p@ = pointer to a peer block
1190  *              @const char *name@ = pointer to the new name
1191  *
1192  * Returns:     ---
1193  *
1194  * Use:         Changes the name held for a peer's interface.
1195  */
1196
1197 extern void p_setifname(peer */*p*/, const char */*name*/);
1198
1199 /* --- @p_addr@ --- *
1200  *
1201  * Arguments:   @peer *p@ = pointer to a peer block
1202  *
1203  * Returns:     A pointer to the peer's address.
1204  */
1205
1206 extern const addr *p_addr(peer */*p*/);
1207
1208 /* --- @p_init@ --- *
1209  *
1210  * Arguments:   @struct in_addr addr@ = address to bind to
1211  *              @unsigned port@ = port number to listen to
1212  *
1213  * Returns:     ---
1214  *
1215  * Use:         Initializes the peer system; creates the socket.
1216  */
1217
1218 extern void p_init(struct in_addr /*addr*/, unsigned /*port*/);
1219
1220 /* --- @p_port@ --- *
1221  *
1222  * Arguments:   ---
1223  *
1224  * Returns:     Port number used for socket.
1225  */
1226
1227 unsigned p_port(void);
1228
1229 /* --- @p_create@ --- *
1230  *
1231  * Arguments:   @peerspec *spec@ = information about this peer
1232  *
1233  * Returns:     Pointer to the peer block, or null if it failed.
1234  *
1235  * Use:         Creates a new named peer block.  No peer is actually attached
1236  *              by this point.
1237  */
1238
1239 extern peer *p_create(peerspec */*spec*/);
1240
1241 /* --- @p_name@ --- *
1242  *
1243  * Arguments:   @peer *p@ = pointer to a peer block
1244  *
1245  * Returns:     A pointer to the peer's name.
1246  *
1247  * Use:         Equivalent to @p_spec(p)->name@.
1248  */
1249
1250 extern const char *p_name(peer */*p*/);
1251
1252 /* --- @p_spec@ --- *
1253  *
1254  * Arguments:   @peer *p@ = pointer to a peer block
1255  *
1256  * Returns:     Pointer to the peer's specification
1257  */
1258
1259 extern const peerspec *p_spec(peer */*p*/);
1260
1261 /* --- @p_findbyaddr@ --- *
1262  *
1263  * Arguments:   @const addr *a@ = address to look up
1264  *
1265  * Returns:     Pointer to the peer block, or null if not found.
1266  *
1267  * Use:         Finds a peer by address.
1268  */
1269
1270 extern peer *p_findbyaddr(const addr */*a*/);
1271
1272 /* --- @p_find@ --- *
1273  *
1274  * Arguments:   @const char *name@ = name to look up
1275  *
1276  * Returns:     Pointer to the peer block, or null if not found.
1277  *
1278  * Use:         Finds a peer by name.
1279  */
1280
1281 extern peer *p_find(const char */*name*/);
1282
1283 /* --- @p_destroy@ --- *
1284  *
1285  * Arguments:   @peer *p@ = pointer to a peer
1286  *
1287  * Returns:     ---
1288  *
1289  * Use:         Destroys a peer.
1290  */
1291
1292 extern void p_destroy(peer */*p*/);
1293
1294 /* --- @FOREACH_PEER@ --- *
1295  *
1296  * Arguments:   @p@ = name to bind to each peer
1297  *              @stuff@ = thing to do for each item
1298  *
1299  * Use:         Does something for each current peer.
1300  */
1301
1302 #define FOREACH_PEER(p, stuff) do {                                     \
1303   peer_iter i_;                                                         \
1304   peer *p;                                                              \
1305   for (p_mkiter(&i_); (p = p_next(&i_)) != 0; ) do stuff while (0);     \
1306 } while (0)
1307
1308 /* --- @p_mkiter@ --- *
1309  *
1310  * Arguments:   @peer_iter *i@ = pointer to an iterator
1311  *
1312  * Returns:     ---
1313  *
1314  * Use:         Initializes the iterator.
1315  */
1316
1317 extern void p_mkiter(peer_iter */*i*/);
1318
1319 /* --- @p_next@ --- *
1320  *
1321  * Arguments:   @peer_iter *i@ = pointer to an iterator
1322  *
1323  * Returns:     Next peer, or null if at the end.
1324  *
1325  * Use:         Returns the next peer.
1326  */
1327
1328 extern peer *p_next(peer_iter */*i*/);
1329
1330 /*----- Tunnel drivers ----------------------------------------------------*/
1331
1332 #ifdef TUN_LINUX
1333   extern const tunnel_ops tun_linux;
1334 #endif
1335
1336 #ifdef TUN_UNET
1337   extern const tunnel_ops tun_unet;
1338 #endif
1339
1340 #ifdef TUN_BSD
1341   extern const tunnel_ops tun_bsd;
1342 #endif
1343
1344 extern const tunnel_ops tun_slip;
1345
1346 /*----- Other handy utilities ---------------------------------------------*/
1347
1348 /* --- @mpstr@ --- *
1349  *
1350  * Arguments:   @mp *m@ = a multiprecision integer
1351  *
1352  * Returns:     A pointer to the integer's textual representation.
1353  *
1354  * Use:         Converts a multiprecision integer to a string.  Corrupts
1355  *              @buf_u@.
1356  */
1357
1358 extern const char *mpstr(mp */*m*/);
1359
1360 /* --- @gestr@ --- *
1361  *
1362  * Arguments:   @group *g@ = a group
1363  *              @ge *x@ = a group element
1364  *
1365  * Returns:     A pointer to the element's textual representation.
1366  *
1367  * Use:         Converts a group element to a string.  Corrupts
1368  *              @buf_u@.
1369  */
1370
1371 extern const char *gestr(group */*g*/, ge */*x*/);
1372
1373 /* --- @timestr@ --- *
1374  *
1375  * Arguments:   @time_t t@ = a time to convert
1376  *
1377  * Returns:     A pointer to a textual representation of the time.
1378  *
1379  * Use:         Converts a time to a textual representation.  Corrupts
1380  *              @buf_u@.
1381  */
1382
1383 extern const char *timestr(time_t /*t*/);
1384
1385 /* --- @mystrieq@ --- *
1386  *
1387  * Arguments:   @const char *x, *y@ = two strings
1388  *
1389  * Returns:     True if @x@ and @y are equal, up to case.
1390  */
1391
1392 extern int mystrieq(const char */*x*/, const char */*y*/);
1393
1394 /* --- @seq_reset@ --- *
1395  *
1396  * Arguments:   @seqwin *s@ = sequence-checking window
1397  *
1398  * Returns:     ---
1399  *
1400  * Use:         Resets a sequence number window.
1401  */
1402
1403 extern void seq_reset(seqwin */*s*/);
1404
1405 /* --- @seq_check@ --- *
1406  *
1407  * Arguments:   @seqwin *s@ = sequence-checking window
1408  *              @uint32 q@ = sequence number to check
1409  *              @const char *service@ = service to report message from
1410  *
1411  * Returns:     A @SEQ_@ code.
1412  *
1413  * Use:         Checks a sequence number against the window, updating things
1414  *              as necessary.
1415  */
1416
1417 extern int seq_check(seqwin */*s*/, uint32 /*q*/, const char */*service*/);
1418
1419 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/
1420
1421 #ifdef __cplusplus
1422   }
1423 #endif
1424
1425 #endif