chiark - git - mdw - tripe/blob - server/keyexch.c

   1 /* -*-c-*-
   2  *
   3  * Key exchange protocol
   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 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
  28
  29 #include "tripe.h"
  30
  31 /*----- Brief protocol overview -------------------------------------------*
  32  *
  33  * Let %$G$% be a cyclic group; let %$g$% be a generator of %$G$%, and let
  34  * %$q$% be the order of %$G$%; for a key %$K$%, let %$E_K(\cdot)$% denote
  35  * application of the symmetric packet protocol to a message; let
  36  * %$H(\cdot)$% be the random oracle.  Let $\alpha \inr \{0,\ldots,q - 1\}$%
  37  * be Alice's private key; let %$a = g^\alpha$% be her public key; let %$b$%
  38  * be Bob's public key.
  39  *
  40  * At the beginning of the session, Alice chooses
  41  *
  42  *   %$\rho_A \inr \{0, \ldots q - 1\}$%
  43  *
  44  * We also have:
  45  *
  46  * %$r_A = g^{\rho_A}$%                 Alice's challenge
  47  * %$c_A = H(\cookie{cookie}, r_A)$%    Alice's cookie
  48  * %$v_A = \rho_A \xor H(\cookie{expected-reply}, a, r_A, r_B, b^{\rho_A})$%
  49  *                                      Alice's challenge check value
  50  * %$r_B^\alpha = a^{\rho_B}$%          Alice's reply
  51  * %$K = r_B^{\rho_A} = r_B^{\rho_A} = g^{\rho_A\rho_B}$%
  52  *                                      Alice and Bob's shared secret key
  53  * %$w_A = H(\cookie{switch-request}, c_A, c_B)$%
  54  *                                      Alice's switch request value
  55  * %$u_A = H(\cookie{switch-confirm}, c_A, c_B)$%
  56  *                                      Alice's switch confirm value
  57  *
  58  * The messages are then:
  59  *
  60  * %$\cookie{kx-pre-challenge}, r_A$%
  61  *      Initial greeting.  In state @KXS_CHAL@.
  62  *
  63  * %$\cookie{kx-challenge}, r_A, c_B, v_A$%
  64  *      Here's a full challenge for you to answer.
  65  *
  66  * %$\cookie{kx-reply}, r_A, c_B, v_A, E_K(r_B^\alpha))$%
  67  *      Challenge accpeted: here's the answer.  Commit to my challenge.  Move
  68  *      to @KXS_COMMIT@.
  69  *
  70  * %$\cookie{kx-switch-rq}, c_A, c_B, E_K(r_B^\alpha, w_A))$%
  71  *      Reply received: here's my reply.  Committed; send data; move to
  72  *      @KXS_SWITCH@.
  73  *
  74  * %$\cookie{kx-switch-ok}, E_K(u_A))$%
  75  *      Switch received.  Committed; send data; move to @KXS_SWITCH@.
  76  */
  77
  78 /*----- Static tables -----------------------------------------------------*/
  79
  80 static const char *const pkname[] = {
  81   "pre-challenge", "challenge", "reply", "switch-rq", "switch-ok"
  82 };
  83
  84 /*----- Various utilities -------------------------------------------------*/
  85
  86 /* --- @VALIDP@ --- *
  87  *
  88  * Arguments:   @const keyexch *kx@ = key exchange state
  89  *              @time_t now@ = current time in seconds
  90  *
  91  * Returns:     Whether the challenge in the key-exchange state is still
  92  *              valid or should be regenerated.
  93  */
  94
  95 #define VALIDP(kx, now) ((now) < (kx)->t_valid)
  96
  97 /* --- @hashge@ --- *
  98  *
  99  * Arguments:   @ghash *h@ = pointer to hash context
 100  *              @group *g@ = pointer to group
 101  *              @ge *x@ = pointer to group element
 102  *
 103  * Returns:     ---
 104  *
 105  * Use:         Adds the hash of a group element to the context.  Corrupts
 106  *              @buf_t@.
 107  */
 108
 109 static void hashge(ghash *h, group *g, ge *x)
 110 {
 111   buf b;
 112
 113   buf_init(&b, buf_t, sizeof(buf_t));
 114   G_TOBUF(g, &b, x);
 115   assert(BOK(&b));
 116   GH_HASH(h, BBASE(&b), BLEN(&b));
 117 }
 118
 119 /* --- @mpmask@ --- *
 120  *
 121  * Arguments:   @buf *b@ = output buffer
 122  *              @mp *x@ = the plaintext integer
 123  *              @size_t n@ = the expected size of the plaintext
 124  *              @gcipher *mgfc@ = mask-generating function to use
 125  *              @const octet *k@ = pointer to key material
 126  *              @size_t ksz@ = size of the key
 127  *
 128  * Returns:     Pointer to the output.
 129  *
 130  * Use:         Masks a multiprecision integer: returns %$x \xor H(k)$%, so
 131  *              it's a random oracle thing rather than an encryption thing.
 132  */
 133
 134 static octet *mpmask(buf *b, mp *x, size_t n,
 135                      const gccipher *mgfc, const octet *k, size_t ksz)
 136 {
 137   gcipher *mgf;
 138   octet *p;
 139
 140   if ((p = buf_get(b, n)) == 0)
 141     return (0);
 142   mgf = GC_INIT(mgfc, k, ksz);
 143   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 144     trace(T_CRYPTO, "crypto: masking index = %s", mpstr(x));
 145     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: masking key", k, ksz);
 146   }))
 147   mp_storeb(x, buf_t, n);
 148   GC_ENCRYPT(mgf, buf_t, p, n);
 149   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 150     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: index plaintext", buf_t, n);
 151     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: masked ciphertext", p, n);
 152   }))
 153   GC_DESTROY(mgf);
 154   return (p);
 155 }
 156
 157 /* --- @mpunmask@ --- *
 158  *
 159  * Arguments:   @mp *d@ = the output integer
 160  *              @const octet *p@ = pointer to the ciphertext
 161  *              @size_t n@ = the size of the ciphertext
 162  *              @gcipher *mgfc@ = mask-generating function to use
 163  *              @const octet *k@ = pointer to key material
 164  *              @size_t ksz@ = size of the key
 165  *
 166  * Returns:     The decrypted integer, or null.
 167  *
 168  * Use:         Unmasks a multiprecision integer.
 169  */
 170
 171 static mp *mpunmask(mp *d, const octet *p, size_t n,
 172                     const gccipher *mgfc, const octet *k, size_t ksz)
 173 {
 174   gcipher *mgf;
 175
 176   mgf = GC_INIT(mgfc, k, ksz);
 177   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 178     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: unmasking key", k, ksz);
 179     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: masked ciphertext", p, n);
 180   }))
 181   GC_DECRYPT(mgf, p, buf_t, n);
 182   d = mp_loadb(d, buf_t, n);
 183   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 184     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: index plaintext", buf_t, n);
 185     trace(T_CRYPTO, "crypto: unmasked index = %s", mpstr(d));
 186   }))
 187   GC_DESTROY(mgf);
 188   return (d);
 189 }
 190
 191 /* --- @hashcheck@ --- *
 192  *
 193  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key-exchange block
 194  *              @ge *kpub@ = sender's public key
 195  *              @ge *cc@ = receiver's challenge
 196  *              @ge *c@ = sender's challenge
 197  *              @ge *y@ = reply to sender's challenge
 198  *
 199  * Returns:     Pointer to the hash value (in @buf_t@)
 200  *
 201  * Use:         Computes the check-value hash, used to mask or unmask
 202  *              indices to prove the validity of challenges.  This computes
 203  *              the masking key used in challenge check values.  This is
 204  *              really the heart of the whole thing, since it ensures that
 205  *              the index can be recovered from the history of hashing
 206  *              queries, which gives us (a) a proof that the authentication
 207  *              process is zero-knowledge, and (b) a proof that the whole
 208  *              key-exchange is deniable.
 209  */
 210
 211 static const octet *hashcheck(keyexch *kx, ge *kpub, ge *cc, ge *c, ge *y)
 212 {
 213   ghash *h = GH_INIT(kx->kpriv->algs.h);
 214   group *g = kx->kpriv->g;
 215
 216   HASH_STRING(h, "tripe-expected-reply");
 217   hashge(h, g, kpub);
 218   hashge(h, g, cc);
 219   hashge(h, g, c);
 220   hashge(h, g, y);
 221   GH_DONE(h, buf_t);
 222   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 223     trace(T_CRYPTO, "crypto: computing challenge check hash");
 224     trace(T_CRYPTO, "crypto: public key = %s", gestr(g, kpub));
 225     trace(T_CRYPTO, "crypto: receiver challenge = %s", gestr(g, cc));
 226     trace(T_CRYPTO, "crypto: sender challenge = %s", gestr(g, c));
 227     trace(T_CRYPTO, "crypto: sender reply = %s", gestr(g, y));
 228     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: hash output", buf_t, kx->kpriv->algs.hashsz);
 229   }))
 230   GH_DESTROY(h);
 231   return (buf_t);
 232 }
 233
 234 /* --- @sendchallenge@ --- *
 235  *
 236  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 237  *              @buf *b@ = output buffer for challenge
 238  *              @ge *c@ = peer's actual challenge
 239  *              @const octet *hc@ = peer's challenge cookie
 240  *
 241  * Returns:     ---
 242  *
 243  * Use:         Writes a full challenge to the message buffer.
 244  */
 245
 246 static void sendchallenge(keyexch *kx, buf *b, ge *c, const octet *hc)
 247 {
 248   G_TOBUF(kx->kpriv->g, b, kx->c);
 249   buf_put(b, hc, kx->kpriv->algs.hashsz);
 250   mpmask(b, kx->alpha, kx->kpriv->indexsz, kx->kpriv->algs.mgf,
 251          hashcheck(kx, kx->kpriv->kpub, c, kx->c, kx->rx),
 252          kx->kpriv->algs.hashsz);
 253 }
 254
 255 /* --- @timer@ --- *
 256  *
 257  * Arguments:   @struct timeval *tv@ = the current time
 258  *              @void *v@ = pointer to key exchange context
 259  *
 260  * Returns:     ---
 261  *
 262  * Use:         Acts when the key exchange timer goes off.
 263  */
 264
 265 static void timer(struct timeval *tv, void *v)
 266 {
 267   keyexch *kx = v;
 268   kx->f &= ~KXF_TIMER;
 269   T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: timer has popped"); )
 270   kx_start(kx, 0);
 271 }
 272
 273 /* --- @settimer@ --- *
 274  *
 275  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
 276  *              @struct timeval *tv@ = when to set the timer for
 277  *
 278  * Returns:     ---
 279  *
 280  * Use:         Sets the timer for the next key exchange attempt.
 281  */
 282
 283 static void settimer(keyexch *kx, struct timeval *tv)
 284 {
 285   if (kx->f & KXF_TIMER) sel_rmtimer(&kx->t);
 286   sel_addtimer(&sel, &kx->t, tv, timer, kx);
 287   kx->f |= KXF_TIMER;
 288 }
 289
 290 /* --- @f2tv@ --- *
 291  *
 292  * Arguments:   @struct timeval *tv@ = where to write the timeval
 293  *              @double t@ = a time as a floating point number
 294  *
 295  * Returns:     ---
 296  *
 297  * Use:         Converts a floating-point time into a timeval.
 298  */
 299
 300 static void f2tv(struct timeval *tv, double t)
 301 {
 302   tv->tv_sec = t;
 303   tv->tv_usec = (t - tv->tv_sec)*MILLION;
 304 }
 305
 306 /* --- @wobble@ --- *
 307  *
 308  * Arguments:   @double t@ = a time interval
 309  *
 310  * Returns:     The same time interval, with a random error applied.
 311  */
 312
 313 static double wobble(double t)
 314 {
 315   uint32 r = rand_global.ops->word(&rand_global);
 316   double w = (r/F_2P32) - 0.5;
 317   return (t + t*w*T_WOBBLE);
 318 }
 319
 320 /* --- @rs_time@ --- *
 321  *
 322  * Arguments:   @retry *rs@ = current retry state
 323  *              @struct timeval *tv@ = where to write the result
 324  *              @const struct timeval *now@ = current time, or null
 325  *
 326  * Returns:     ---
 327  *
 328  * Use:         Computes a time at which to retry sending a key-exchange
 329  *              packet.  This algorithm is subject to change, but it's
 330  *              currently a capped exponential backoff, slightly randomized
 331  *              to try to keep clients from hammering a server that's only
 332  *              just woken up.
 333  *
 334  *              If @now@ is null then the function works out the time for
 335  *              itself.
 336  */
 337
 338 static void rs_time(retry *rs, struct timeval *tv, const struct timeval *now)
 339 {
 340   double t;
 341   struct timeval rtv;
 342
 343   if (!rs->t)
 344     t = SEC(2);
 345   else {
 346     t = (rs->t * 5)/4;
 347     if (t > MIN(5)) t = MIN(5);
 348   }
 349   rs->t = t;
 350
 351   if (!now) {
 352     now = tv;
 353     gettimeofday(tv, 0);
 354   }
 355   f2tv(&rtv, wobble(t));
 356   TV_ADD(tv, now, &rtv);
 357 }
 358
 359 /* --- @retry_reset@ --- *
 360  *
 361  * Arguments:   @retry *rs@ = retry state
 362  *
 363  * Returns:     --
 364  *
 365  * Use:         Resets a retry state to indicate that progress has been
 366  *              made.  Also useful for initializing the state in the first
 367  *              place.
 368  */
 369
 370 static void rs_reset(retry *rs) { rs->t = 0; }
 371
 372 /*----- Challenge management ----------------------------------------------*/
 373
 374 /* --- Notes on challenge management --- *
 375  *
 376  * We may get multiple different replies to our key exchange; some will be
 377  * correct, some inserted by attackers.  Up until @KX_THRESH@, all challenges
 378  * received will be added to the table and given a full response.  After
 379  * @KX_THRESH@ distinct challenges are received, we return only a `cookie':
 380  * our existing challenge, followed by a hash of the sender's challenge.  We
 381  * do %%\emph{not}%% give a bare challenge a reply slot at this stage.  All
 382  * properly-formed cookies are assigned a table slot: if none is spare, a
 383  * used slot is randomly selected and destroyed.  A cookie always receives a
 384  * full reply.
 385  */
 386
 387 /* --- @kxc_destroy@ --- *
 388  *
 389  * Arguments:   @kxchal *kxc@ = pointer to the challenge block
 390  *
 391  * Returns:     ---
 392  *
 393  * Use:         Disposes of a challenge block.
 394  */
 395
 396 static void kxc_destroy(kxchal *kxc)
 397 {
 398   if (kxc->f & KXF_TIMER)
 399     sel_rmtimer(&kxc->t);
 400   G_DESTROY(kxc->kx->kpriv->g, kxc->c);
 401   G_DESTROY(kxc->kx->kpriv->g, kxc->r);
 402   ks_drop(kxc->ks);
 403   DESTROY(kxc);
 404 }
 405
 406 /* --- @kxc_stoptimer@ --- *
 407  *
 408  * Arguments:   @kxchal *kxc@ = pointer to the challenge block
 409  *
 410  * Returns:     ---
 411  *
 412  * Use:         Stops the challenge's retry timer from sending messages.
 413  *              Useful when the state machine is in the endgame of the
 414  *              exchange.
 415  */
 416
 417 static void kxc_stoptimer(kxchal *kxc)
 418 {
 419   if (kxc->f & KXF_TIMER)
 420     sel_rmtimer(&kxc->t);
 421   kxc->f &= ~KXF_TIMER;
 422 }
 423
 424 /* --- @kxc_new@ --- *
 425  *
 426  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 427  *
 428  * Returns:     A pointer to the challenge block.
 429  *
 430  * Use:         Returns a pointer to a new challenge block to fill in.
 431  */
 432
 433 static kxchal *kxc_new(keyexch *kx)
 434 {
 435   kxchal *kxc;
 436   unsigned i;
 437
 438   /* --- If we're over reply threshold, discard one at random --- */
 439
 440   if (kx->nr < KX_NCHAL)
 441     i = kx->nr++;
 442   else {
 443     i = rand_global.ops->range(&rand_global, KX_NCHAL);
 444     kxc_destroy(kx->r[i]);
 445   }
 446
 447   /* --- Fill in the new structure --- */
 448
 449   kxc = CREATE(kxchal);
 450   kxc->c = G_CREATE(kx->kpriv->g);
 451   kxc->r = G_CREATE(kx->kpriv->g);
 452   kxc->ks = 0;
 453   kxc->kx = kx;
 454   kxc->f = 0;
 455   kx->r[i] = kxc;
 456   rs_reset(&kxc->rs);
 457   return (kxc);
 458 }
 459
 460 /* --- @kxc_bychal@ --- *
 461  *
 462  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 463  *              @ge *c@ = challenge from remote host
 464  *
 465  * Returns:     Pointer to the challenge block, or null.
 466  *
 467  * Use:         Finds a challenge block, given its challenge.
 468  */
 469
 470 static kxchal *kxc_bychal(keyexch *kx, ge *c)
 471 {
 472   unsigned i;
 473
 474   for (i = 0; i < kx->nr; i++) {
 475     if (G_EQ(kx->kpriv->g, c, kx->r[i]->c))
 476       return (kx->r[i]);
 477   }
 478   return (0);
 479 }
 480
 481 /* --- @kxc_byhc@ --- *
 482  *
 483  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 484  *              @const octet *hc@ = challenge hash from remote host
 485  *
 486  * Returns:     Pointer to the challenge block, or null.
 487  *
 488  * Use:         Finds a challenge block, given a hash of its challenge.
 489  */
 490
 491 static kxchal *kxc_byhc(keyexch *kx, const octet *hc)
 492 {
 493   unsigned i;
 494
 495   for (i = 0; i < kx->nr; i++) {
 496     if (memcmp(hc, kx->r[i]->hc, kx->kpriv->algs.hashsz) == 0)
 497       return (kx->r[i]);
 498   }
 499   return (0);
 500 }
 501
 502 /* --- @kxc_answer@ --- *
 503  *
 504  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 505  *              @kxchal *kxc@ = pointer to challenge block
 506  *
 507  * Returns:     ---
 508  *
 509  * Use:         Sends a reply to the remote host, according to the data in
 510  *              this challenge block.
 511  */
 512
 513 static void kxc_answer(keyexch *kx, kxchal *kxc);
 514
 515 static void kxc_timer(struct timeval *tv, void *v)
 516 {
 517   kxchal *kxc = v;
 518   kxc->f &= ~KXF_TIMER;
 519   kxc_answer(kxc->kx, kxc);
 520 }
 521
 522 static void kxc_answer(keyexch *kx, kxchal *kxc)
 523 {
 524   stats *st = p_stats(kx->p);
 525   buf *b = p_txstart(kx->p, MSG_KEYEXCH | KX_REPLY);
 526   struct timeval tv;
 527   buf bb;
 528
 529   /* --- Build the reply packet --- */
 530
 531   T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: sending reply to `%s'", p_name(kx->p)); )
 532   sendchallenge(kx, b, kxc->c, kxc->hc);
 533   buf_init(&bb, buf_i, sizeof(buf_i));
 534   G_TORAW(kx->kpriv->g, &bb, kxc->r);
 535   buf_flip(&bb);
 536   ks_encrypt(kxc->ks, MSG_KEYEXCH | KX_REPLY, &bb, b);
 537
 538   /* --- Update the statistics --- */
 539
 540   if (BOK(b)) {
 541     st->n_kxout++;
 542     st->sz_kxout += BLEN(b);
 543     p_txend(kx->p);
 544   }
 545
 546   /* --- Schedule another resend --- */
 547
 548   if (kxc->f & KXF_TIMER)
 549     sel_rmtimer(&kxc->t);
 550   gettimeofday(&tv, 0);
 551   rs_time(&kxc->rs, &tv, &tv);
 552   sel_addtimer(&sel, &kxc->t, &tv, kxc_timer, kxc);
 553   kxc->f |= KXF_TIMER;
 554 }
 555
 556 /*----- Individual message handlers ---------------------------------------*/
 557
 558 /* --- @doprechallenge@ --- *
 559  *
 560  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 561  *              @buf *b@ = buffer containing the packet
 562  *
 563  * Returns:     Zero if OK, nonzero of the packet was rejected.
 564  *
 565  * Use:         Processes a pre-challenge message.
 566  */
 567
 568 static int doprechallenge(keyexch *kx, buf *b)
 569 {
 570   stats *st = p_stats(kx->p);
 571   ge *c = G_CREATE(kx->kpriv->g);
 572   ghash *h;
 573
 574   /* --- Ensure that we're in a sensible state --- */
 575
 576   if (kx->s != KXS_CHAL) {
 577     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "unexpected", "pre-challenge", A_END);
 578     goto bad;
 579   }
 580
 581   /* --- Unpack the packet --- */
 582
 583   if (G_FROMBUF(kx->kpriv->g, b, c) || BLEFT(b))
 584     goto bad;
 585
 586   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 587     trace(T_CRYPTO, "crypto: challenge = %s", gestr(kx->kpriv->g, c));
 588   }))
 589
 590   /* --- Send out a full challenge by return --- */
 591
 592   b = p_txstart(kx->p, MSG_KEYEXCH | KX_CHAL);
 593   h = GH_INIT(kx->kpriv->algs.h);
 594   HASH_STRING(h, "tripe-cookie");
 595   hashge(h, kx->kpriv->g, c);
 596   sendchallenge(kx, b, c, GH_DONE(h, 0));
 597   GH_DESTROY(h);
 598   st->n_kxout++;
 599   st->sz_kxout += BLEN(b);
 600   p_txend(kx->p);
 601
 602   /* --- Done --- */
 603
 604   G_DESTROY(kx->kpriv->g, c);
 605   return (0);
 606
 607 bad:
 608   if (c) G_DESTROY(kx->kpriv->g, c);
 609   return (-1);
 610 }
 611
 612 /* --- @respond@ --- *
 613  *
 614  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 615  *              @unsigned msg@ = message code for this packet
 616  *              @buf *b@ = buffer containing the packet
 617  *
 618  * Returns:     Key-exchange challenge block, or null.
 619  *
 620  * Use:         Computes a response for the given challenge, entering it into
 621  *              a challenge block and so on.
 622  */
 623
 624 static kxchal *respond(keyexch *kx, unsigned msg, buf *b)
 625 {
 626   group *g = kx->kpriv->g;
 627   const algswitch *algs = &kx->kpriv->algs;
 628   size_t ixsz = kx->kpriv->indexsz;
 629   ge *c = G_CREATE(g);
 630   ge *r = G_CREATE(g);
 631   ge *cc = G_CREATE(g);
 632   const octet *hc, *ck;
 633   size_t x, y, z;
 634   mp *cv = 0;
 635   kxchal *kxc;
 636   ghash *h = 0;
 637   buf bb;
 638   int ok;
 639
 640   /* --- Unpack the packet --- */
 641
 642   if (G_FROMBUF(g, b, c) ||
 643       (hc = buf_get(b, algs->hashsz)) == 0 ||
 644       (ck = buf_get(b, ixsz)) == 0) {
 645     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "invalid", "%s", pkname[msg], A_END);
 646     goto bad;
 647   }
 648   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 649     trace(T_CRYPTO, "crypto: challenge = %s", gestr(g, c));
 650     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: cookie", hc, algs->hashsz);
 651     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: check-value", ck, ixsz);
 652   }))
 653
 654   /* --- Discard a packet with an invalid cookie --- */
 655
 656   if (hc && memcmp(hc, kx->hc, algs->hashsz) != 0) {
 657     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "incorrect", "cookie", A_END);
 658     goto bad;
 659   }
 660
 661   /* --- Recover the check value and verify it --- *
 662    *
 663    * To avoid recomputation on replays, we store a hash of the `right'
 664    * value.  The `correct' value is unique, so this is right.
 665    *
 666    * This will also find a challenge block and, if necessary, populate it.
 667    */
 668
 669   if ((kxc = kxc_bychal(kx, c)) != 0) {
 670     h = GH_INIT(algs->h);
 671     HASH_STRING(h, "tripe-check-hash");
 672     GH_HASH(h, ck, ixsz);
 673     ok = !memcmp(kxc->ck, GH_DONE(h, 0), algs->hashsz);
 674     GH_DESTROY(h);
 675     if (!ok) goto badcheck;
 676   } else {
 677
 678     /* --- Compute the reply, and check the magic --- */
 679
 680     G_EXP(g, r, c, kx->kpriv->kpriv);
 681     cv = mpunmask(MP_NEW, ck, ixsz, algs->mgf,
 682                   hashcheck(kx, kx->kpub->kpub, kx->c, c, r),
 683                   algs->hashsz);
 684     IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 685       trace(T_CRYPTO, "crypto: computed reply = %s", gestr(g, r));
 686       trace(T_CRYPTO, "crypto: recovered log = %s", mpstr(cv));
 687     }))
 688     if (MP_CMP(cv, >, g->r) ||
 689         (G_EXP(g, cc, g->g, cv),
 690          !G_EQ(g, c, cc)))
 691       goto badcheck;
 692
 693     /* --- Fill in a new challenge block --- */
 694
 695     kxc = kxc_new(kx);
 696     G_COPY(g, kxc->c, c);
 697     G_COPY(g, kxc->r, r);
 698
 699     h = GH_INIT(algs->h); HASH_STRING(h, "tripe-check-hash");
 700     GH_HASH(h, ck, ixsz);
 701     GH_DONE(h, kxc->ck); GH_DESTROY(h);
 702
 703     h = GH_INIT(algs->h); HASH_STRING(h, "tripe-cookie");
 704     hashge(h, g, kxc->c);
 705     GH_DONE(h, kxc->hc); GH_DESTROY(h);
 706
 707     IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 708       trace_block(T_CRYPTO, "crypto: computed cookie",
 709                   kxc->hc, algs->hashsz);
 710     }))
 711
 712     /* --- Work out the shared key --- */
 713
 714     G_EXP(g, r, c, kx->alpha);
 715     IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 716       trace(T_CRYPTO, "crypto: shared secret = %s", gestr(g, r));
 717     }))
 718
 719     /* --- Compute the switch messages --- */
 720
 721     h = GH_INIT(algs->h); HASH_STRING(h, "tripe-switch-request");
 722     hashge(h, g, kx->c); hashge(h, g, kxc->c);
 723     GH_DONE(h, kxc->hswrq_out); GH_DESTROY(h);
 724     h = GH_INIT(algs->h); HASH_STRING(h, "tripe-switch-confirm");
 725     hashge(h, g, kx->c); hashge(h, g, kxc->c);
 726     GH_DONE(h, kxc->hswok_out); GH_DESTROY(h);
 727
 728     h = GH_INIT(algs->h); HASH_STRING(h, "tripe-switch-request");
 729     hashge(h, g, kxc->c); hashge(h, g, kx->c);
 730     GH_DONE(h, kxc->hswrq_in); GH_DESTROY(h);
 731     h = GH_INIT(algs->h); HASH_STRING(h, "tripe-switch-confirm");
 732     hashge(h, g, kxc->c); hashge(h, g, kx->c);
 733     GH_DONE(h, kxc->hswok_in); GH_DESTROY(h);
 734
 735     IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 736       trace_block(T_CRYPTO, "crypto: outbound switch request",
 737                   kxc->hswrq_out, algs->hashsz);
 738       trace_block(T_CRYPTO, "crypto: outbound switch confirm",
 739                   kxc->hswok_out, algs->hashsz);
 740       trace_block(T_CRYPTO, "crypto: inbound switch request",
 741                   kxc->hswrq_in, algs->hashsz);
 742       trace_block(T_CRYPTO, "crypto: inbound switch confirm",
 743                   kxc->hswok_in, algs->hashsz);
 744     }))
 745
 746     /* --- Create a new symmetric keyset --- */
 747
 748     buf_init(&bb, buf_o, sizeof(buf_o));
 749     G_TOBUF(g, &bb, kx->c); x = BLEN(&bb);
 750     G_TOBUF(g, &bb, kxc->c); y = BLEN(&bb);
 751     G_TOBUF(g, &bb, r); z = BLEN(&bb);
 752     assert(BOK(&bb));
 753
 754     kxc->ks = ks_gen(BBASE(&bb), x, y, z, kx->p);
 755   }
 756
 757   G_DESTROY(g, c);
 758   G_DESTROY(g, cc);
 759   G_DESTROY(g, r);
 760   mp_drop(cv);
 761   return (kxc);
 762
 763 badcheck:
 764   a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "bad-expected-reply-log", A_END);
 765   goto bad;
 766 bad:
 767   G_DESTROY(g, c);
 768   G_DESTROY(g, cc);
 769   G_DESTROY(g, r);
 770   mp_drop(cv);
 771   return (0);
 772 }
 773
 774 /* --- @dochallenge@ --- *
 775  *
 776  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 777  *              @unsigned msg@ = message code for the packet
 778  *              @buf *b@ = buffer containing the packet
 779  *
 780  * Returns:     Zero if OK, nonzero if the packet was rejected.
 781  *
 782  * Use:         Processes a packet containing a challenge.
 783  */
 784
 785 static int dochallenge(keyexch *kx, buf *b)
 786 {
 787   kxchal *kxc;
 788
 789   if (kx->s != KXS_CHAL) {
 790     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "unexpected", "challenge", A_END);
 791     goto bad;
 792   }
 793   if ((kxc = respond(kx, KX_CHAL, b)) == 0)
 794     goto bad;
 795   if (BLEFT(b)) {
 796     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "invalid", "challenge", A_END);
 797     goto bad;
 798   }
 799   kxc_answer(kx, kxc);
 800   return (0);
 801
 802 bad:
 803   return (-1);
 804 }
 805
 806 /* --- @resend@ --- *
 807  *
 808  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
 809  *
 810  * Returns:     ---
 811  *
 812  * Use:         Sends the next message for a key exchange.
 813  */
 814
 815 static void resend(keyexch *kx)
 816 {
 817   kxchal *kxc;
 818   buf bb;
 819   stats *st = p_stats(kx->p);
 820   struct timeval tv;
 821   buf *b;
 822
 823   switch (kx->s) {
 824     case KXS_CHAL:
 825       T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: sending prechallenge to `%s'",
 826                p_name(kx->p)); )
 827       b = p_txstart(kx->p, MSG_KEYEXCH | KX_PRECHAL);
 828       G_TOBUF(kx->kpriv->g, b, kx->c);
 829       break;
 830     case KXS_COMMIT:
 831       T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: sending switch request to `%s'",
 832                p_name(kx->p)); )
 833       kxc = kx->r[0];
 834       b = p_txstart(kx->p, MSG_KEYEXCH | KX_SWITCH);
 835       buf_put(b, kx->hc, kx->kpriv->algs.hashsz);
 836       buf_put(b, kxc->hc, kx->kpriv->algs.hashsz);
 837       buf_init(&bb, buf_i, sizeof(buf_i));
 838       G_TORAW(kx->kpriv->g, &bb, kxc->r);
 839       buf_put(&bb, kxc->hswrq_out, kx->kpriv->algs.hashsz);
 840       buf_flip(&bb);
 841       ks_encrypt(kxc->ks, MSG_KEYEXCH | KX_SWITCH, &bb, b);
 842       break;
 843     case KXS_SWITCH:
 844       T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: sending switch confirmation to `%s'",
 845                p_name(kx->p)); )
 846       kxc = kx->r[0];
 847       b = p_txstart(kx->p, MSG_KEYEXCH | KX_SWITCHOK);
 848       buf_init(&bb, buf_i, sizeof(buf_i));
 849       buf_put(&bb, kxc->hswok_out, kx->kpriv->algs.hashsz);
 850       buf_flip(&bb);
 851       ks_encrypt(kxc->ks, MSG_KEYEXCH | KX_SWITCHOK, &bb, b);
 852       break;
 853     default:
 854       abort();
 855   }
 856
 857   if (BOK(b)) {
 858     st->n_kxout++;
 859     st->sz_kxout += BLEN(b);
 860     p_txend(kx->p);
 861   }
 862
 863   if (kx->s < KXS_SWITCH) {
 864     rs_time(&kx->rs, &tv, 0);
 865     settimer(kx, &tv);
 866   }
 867 }
 868
 869 /* --- @decryptrest@ --- *
 870  *
 871  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
 872  *              @kxchal *kxc@ = pointer to challenge block
 873  *              @unsigned msg@ = type of incoming message
 874  *              @buf *b@ = encrypted remainder of the packet
 875  *
 876  * Returns:     Zero if OK, nonzero on some kind of error.
 877  *
 878  * Use:         Decrypts the remainder of the packet, and points @b@ at the
 879  *              recovered plaintext.
 880  */
 881
 882 static int decryptrest(keyexch *kx, kxchal *kxc, unsigned msg, buf *b)
 883 {
 884   buf bb;
 885
 886   buf_init(&bb, buf_o, sizeof(buf_o));
 887   if (ks_decrypt(kxc->ks, MSG_KEYEXCH | msg, b, &bb)) {
 888     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "decrypt-failed", "%s", pkname[msg], A_END);
 889     return (-1);
 890   }
 891   if (!BOK(&bb)) return (-1);
 892   buf_init(b, BBASE(&bb), BLEN(&bb));
 893   return (0);
 894 }
 895
 896 /* --- @checkresponse@ --- *
 897  *
 898  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
 899  *              @unsigned msg@ = type of incoming message
 900  *              @buf *b@ = decrypted remainder of the packet
 901  *
 902  * Returns:     Zero if OK, nonzero on some kind of error.
 903  *
 904  * Use:         Checks a reply or switch packet, ensuring that its response
 905  *              is correct.
 906  */
 907
 908 static int checkresponse(keyexch *kx, unsigned msg, buf *b)
 909 {
 910   group *g = kx->kpriv->g;
 911   ge *r = G_CREATE(g);
 912
 913   if (G_FROMRAW(g, b, r)) {
 914     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "invalid", "%s", pkname[msg], A_END);
 915     goto bad;
 916   }
 917   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 918     trace(T_CRYPTO, "crypto: reply = %s", gestr(g, r));
 919   }))
 920   if (!G_EQ(g, r, kx->rx)) {
 921     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "incorrect", "response", A_END);
 922     goto bad;
 923   }
 924
 925   G_DESTROY(g, r);
 926   return (0);
 927
 928 bad:
 929   G_DESTROY(g, r);
 930   return (-1);
 931 }
 932
 933 /* --- @commit@ --- *
 934  *
 935  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
 936  *              @kxchal *kxc@ = pointer to challenge to commit to
 937  *
 938  * Returns:     ---
 939  *
 940  * Use:         Commits to a particular challenge as being the `right' one,
 941  *              since a reply has arrived for it.
 942  */
 943
 944 static void commit(keyexch *kx, kxchal *kxc)
 945 {
 946   unsigned i;
 947
 948   for (i = 0; i < kx->nr; i++) {
 949     if (kx->r[i] != kxc)
 950       kxc_destroy(kx->r[i]);
 951   }
 952   kx->r[0] = kxc;
 953   kx->nr = 1;
 954   kxc_stoptimer(kxc);
 955   ksl_link(kx->ks, kxc->ks);
 956 }
 957
 958 /* --- @doreply@ --- *
 959  *
 960  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
 961  *              @buf *b@ = buffer containing packet
 962  *
 963  * Returns:     Zero if OK, nonzero if the packet was rejected.
 964  *
 965  * Use:         Handles a reply packet.  This doesn't handle the various
 966  *              switch packets: they're rather too different.
 967  */
 968
 969 static int doreply(keyexch *kx, buf *b)
 970 {
 971   kxchal *kxc;
 972
 973   if (kx->s != KXS_CHAL && kx->s != KXS_COMMIT) {
 974     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "unexpected", "reply", A_END);
 975     goto bad;
 976   }
 977   if ((kxc = respond(kx, KX_REPLY, b)) == 0 ||
 978       decryptrest(kx, kxc, KX_REPLY, b) ||
 979       checkresponse(kx, KX_REPLY, b))
 980     goto bad;
 981   if (BLEFT(b)) {
 982     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "invalid", "reply", A_END);
 983     goto bad;
 984   }
 985   if (kx->s == KXS_CHAL) {
 986     commit(kx, kxc);
 987     kx->s = KXS_COMMIT;
 988   }
 989   resend(kx);
 990   return (0);
 991
 992 bad:
 993   return (-1);
 994 }
 995
 996 /* --- @kxfinish@ --- *
 997  *
 998  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 999  *
1000  * Returns:     ---
1001  *
1002  * Use:         Sets everything up following a successful key exchange.
1003  */
1004
1005 static void kxfinish(keyexch *kx)
1006 {
1007   kxchal *kxc = kx->r[0];
1008   struct timeval now, tv;
1009
1010   ks_activate(kxc->ks);
1011   gettimeofday(&now, 0);
1012   f2tv(&tv, wobble(T_REGEN));
1013   TV_ADD(&tv, &now, &tv);
1014   settimer(kx, &tv);
1015   kx->s = KXS_SWITCH;
1016   a_notify("KXDONE", "?PEER", kx->p, A_END);
1017   p_stats(kx->p)->t_kx = time(0);
1018 }
1019
1020 /* --- @doswitch@ --- *
1021  *
1022  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
1023  *              @buf *b@ = pointer to buffer containing packet
1024  *
1025  * Returns:     Zero if OK, nonzero if the packet was rejected.
1026  *
1027  * Use:         Handles a reply with a switch request bolted onto it.
1028  */
1029
1030 static int doswitch(keyexch *kx, buf *b)
1031 {
1032   size_t hsz = kx->kpriv->algs.hashsz;
1033   const octet *hc_in, *hc_out, *hswrq;
1034   kxchal *kxc;
1035
1036   if ((hc_in = buf_get(b, hsz)) == 0 ||
1037       (hc_out = buf_get(b, hsz)) == 0) {
1038     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "invalid", "switch-rq", A_END);
1039     goto bad;
1040   }
1041   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
1042     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: challenge", hc_in, hsz);
1043     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: cookie", hc_out, hsz);
1044   }))
1045   if ((kxc = kxc_byhc(kx, hc_in)) == 0 ||
1046       memcmp(hc_out, kx->hc, hsz) != 0) {
1047     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "incorrect", "switch-rq", A_END);
1048     goto bad;
1049   }
1050   if (decryptrest(kx, kxc, KX_SWITCH, b) ||
1051       checkresponse(kx, KX_SWITCH, b))
1052     goto bad;
1053   if ((hswrq = buf_get(b, hsz)) == 0 || BLEFT(b)) {
1054     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "invalid", "switch-rq", A_END);
1055     goto bad;
1056   }
1057   IF_TRACING(T_KEYEXCH, {
1058     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: switch request hash", hswrq, hsz);
1059   })
1060   if (memcmp(hswrq, kxc->hswrq_in, hsz) != 0) {
1061     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "incorrect", "switch-rq", A_END);
1062     goto bad;
1063   }
1064   if (kx->s == KXS_CHAL)
1065     commit(kx, kxc);
1066   if (kx->s < KXS_SWITCH)
1067     kxfinish(kx);
1068   resend(kx);
1069   return (0);
1070
1071 bad:
1072   return (-1);
1073 }
1074
1075 /* --- @doswitchok@ --- *
1076  *
1077  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
1078  *              @buf *b@ = pointer to buffer containing packet
1079  *
1080  * Returns:     Zero if OK, nonzero if the packet was rejected.
1081  *
1082  * Use:         Handles a reply with a switch request bolted onto it.
1083  */
1084
1085 static int doswitchok(keyexch *kx, buf *b)
1086 {
1087   size_t hsz = kx->kpriv->algs.hashsz;
1088   const octet *hswok;
1089   kxchal *kxc;
1090   buf bb;
1091
1092   if (kx->s < KXS_COMMIT) {
1093     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "unexpected", "switch-ok", A_END);
1094     goto bad;
1095   }
1096   kxc = kx->r[0];
1097   buf_init(&bb, buf_o, sizeof(buf_o));
1098   if (decryptrest(kx, kxc, KX_SWITCHOK, b))
1099     goto bad;
1100   if ((hswok = buf_get(b, hsz)) == 0 || BLEFT(b)) {
1101     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "invalid", "switch-ok", A_END);
1102     goto bad;
1103   }
1104   IF_TRACING(T_KEYEXCH, {
1105     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: switch confirmation hash",
1106                 hswok, hsz);
1107   })
1108   if (memcmp(hswok, kxc->hswok_in, hsz) != 0) {
1109     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "incorrect", "switch-ok", A_END);
1110     goto bad;
1111   }
1112   if (kx->s < KXS_SWITCH)
1113     kxfinish(kx);
1114   return (0);
1115
1116 bad:
1117   return (-1);
1118 }
1119
1120 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
1121
1122 /* --- @stop@ --- *
1123  *
1124  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
1125  *
1126  * Returns:     ---
1127  *
1128  * Use:         Stops a key exchange dead in its tracks.  Throws away all of
1129  *              the context information.  The context is left in an
1130  *              inconsistent state.  The only functions which understand this
1131  *              state are @kx_free@ and @kx_init@ (which cause it internally
1132  *              it), and @start@ (which expects it to be the prevailing
1133  *              state).
1134  */
1135
1136 static void stop(keyexch *kx)
1137 {
1138   unsigned i;
1139
1140   if (kx->f & KXF_DEAD)
1141     return;
1142
1143   if (kx->f & KXF_TIMER)
1144     sel_rmtimer(&kx->t);
1145   for (i = 0; i < kx->nr; i++)
1146     kxc_destroy(kx->r[i]);
1147   mp_drop(kx->alpha);
1148   G_DESTROY(kx->kpriv->g, kx->c);
1149   G_DESTROY(kx->kpriv->g, kx->rx);
1150   kx->t_valid = 0;
1151   kx->f |= KXF_DEAD;
1152   kx->f &= ~KXF_TIMER;
1153 }
1154
1155 /* --- @start@ --- *
1156  *
1157  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
1158  *              @time_t now@ = the current time
1159  *
1160  * Returns:     ---
1161  *
1162  * Use:         Starts a new key exchange with the peer.  The context must be
1163  *              in the bizarre state left by @stop@ or @kx_init@.
1164  */
1165
1166 static void start(keyexch *kx, time_t now)
1167 {
1168   algswitch *algs = &kx->kpriv->algs;
1169   group *g = kx->kpriv->g;
1170   ghash *h;
1171
1172   assert(kx->f & KXF_DEAD);
1173
1174   kx->f &= ~(KXF_DEAD | KXF_CORK);
1175   kx->nr = 0;
1176   kx->alpha = mprand_range(MP_NEW, g->r, &rand_global, 0);
1177   kx->c = G_CREATE(g); G_EXP(g, kx->c, g->g, kx->alpha);
1178   kx->rx = G_CREATE(g); G_EXP(g, kx->rx, kx->kpub->kpub, kx->alpha);
1179   kx->s = KXS_CHAL;
1180   kx->t_valid = now + T_VALID;
1181
1182   h = GH_INIT(algs->h);
1183   HASH_STRING(h, "tripe-cookie");
1184   hashge(h, g, kx->c);
1185   GH_DONE(h, kx->hc);
1186   GH_DESTROY(h);
1187
1188   IF_TRACING(T_KEYEXCH, {
1189     trace(T_KEYEXCH, "keyexch: creating new challenge");
1190     IF_TRACING(T_CRYPTO, {
1191       trace(T_CRYPTO, "crypto: secret = %s", mpstr(kx->alpha));
1192       trace(T_CRYPTO, "crypto: challenge = %s", gestr(g, kx->c));
1193       trace(T_CRYPTO, "crypto: expected response = %s", gestr(g, kx->rx));
1194       trace_block(T_CRYPTO, "crypto: challenge cookie",
1195                   kx->hc, algs->hashsz);
1196     })
1197   })
1198 }
1199
1200 /* --- @checkpub@ --- *
1201  *
1202  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
1203  *
1204  * Returns:     Zero if OK, nonzero if the peer's public key has expired.
1205  *
1206  * Use:         Deactivates the key-exchange until the peer acquires a new
1207  *              public key.
1208  */
1209
1210 static int checkpub(keyexch *kx)
1211 {
1212   time_t now;
1213   unsigned f = 0;
1214
1215   if (kx->f & KXF_DEAD)
1216     return (-1);
1217   now = time(0);
1218   if (KEY_EXPIRED(now, kx->kpriv->t_exp)) f |= 1;
1219   if (KEY_EXPIRED(now, kx->kpub->t_exp)) f |= 2;
1220   if (f) {
1221     stop(kx);
1222     if (f & 1) a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "private-key-expired", A_END);
1223     if (f & 2) a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "public-key-expired", A_END);
1224     kx->f &= ~KXF_PUBKEY;
1225     return (-1);
1226   }
1227   return (0);
1228 }
1229
1230 /* --- @kx_start@ --- *
1231  *
1232  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
1233  *              @int forcep@ = nonzero to ignore the quiet timer
1234  *
1235  * Returns:     ---
1236  *
1237  * Use:         Stimulates a key exchange.  If a key exchage is in progress,
1238  *              a new challenge is sent (unless the quiet timer forbids
1239  *              this); if no exchange is in progress, one is commenced.
1240  */
1241
1242 void kx_start(keyexch *kx, int forcep)
1243 {
1244   time_t now = time(0);
1245
1246   if (checkpub(kx))
1247     return;
1248   if (forcep || !VALIDP(kx, now)) {
1249     stop(kx);
1250     start(kx, now);
1251     a_notify("KXSTART", "?PEER", kx->p, A_END);
1252   }
1253   resend(kx);
1254 }
1255
1256 /* --- @kx_message@ --- *
1257  *
1258  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
1259  *              @unsigned msg@ = the message code
1260  *              @buf *b@ = pointer to buffer containing the packet
1261  *
1262  * Returns:     ---
1263  *
1264  * Use:         Reads a packet containing key exchange messages and handles
1265  *              it.
1266  */
1267
1268 void kx_message(keyexch *kx, unsigned msg, buf *b)
1269 {
1270   struct timeval now, tv;
1271   stats *st = p_stats(kx->p);
1272   size_t sz = BSZ(b);
1273   int rc;
1274
1275   gettimeofday(&now, 0);
1276   rs_reset(&kx->rs);
1277   if (kx->f & KXF_CORK) {
1278     start(kx, now.tv_sec);
1279     rs_time(&kx->rs, &tv, &now);
1280     settimer(kx, &tv);
1281     a_notify("KXSTART", A_END);
1282   }
1283
1284   if (checkpub(kx))
1285     return;
1286
1287   if (!VALIDP(kx, now.tv_sec)) {
1288     stop(kx);
1289     start(kx, now.tv_sec);
1290   }
1291   T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: processing %s packet from `%s'",
1292            msg < KX_NMSG ? pkname[msg] : "unknown", p_name(kx->p)); )
1293
1294   switch (msg) {
1295     case KX_PRECHAL:
1296       rc = doprechallenge(kx, b);
1297       break;
1298     case KX_CHAL:
1299       rc = dochallenge(kx, b);
1300       break;
1301     case KX_REPLY:
1302       rc = doreply(kx, b);
1303       break;
1304     case KX_SWITCH:
1305       rc = doswitch(kx, b);
1306       break;
1307     case KX_SWITCHOK:
1308       rc = doswitchok(kx, b);
1309       break;
1310     default:
1311       a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "unknown-message", "0x%02x", msg, A_END);
1312       rc = -1;
1313       break;
1314   }
1315
1316   if (rc)
1317     st->n_reject++;
1318   else {
1319     st->n_kxin++;
1320     st->sz_kxin += sz;
1321   }
1322 }
1323
1324 /* --- @kx_free@ --- *
1325  *
1326  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
1327  *
1328  * Returns:     ---
1329  *
1330  * Use:         Frees everything in a key exchange context.
1331  */
1332
1333 void kx_free(keyexch *kx)
1334 {
1335   stop(kx);
1336   km_unref(kx->kpub);
1337   km_unref(kx->kpriv);
1338 }
1339
1340 /* --- @kx_newkeys@ --- *
1341  *
1342  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
1343  *
1344  * Returns:     ---
1345  *
1346  * Use:         Informs the key exchange module that its keys may have
1347  *              changed.  If fetching the new keys fails, the peer will be
1348  *              destroyed, we log messages and struggle along with the old
1349  *              keys.
1350  */
1351
1352 void kx_newkeys(keyexch *kx)
1353 {
1354   kdata *kpriv, *kpub;
1355   unsigned i;
1356   int switchp;
1357   time_t now = time(0);
1358
1359   T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: checking new keys for `%s'",
1360            p_name(kx->p)); )
1361
1362   /* --- Find out whether we can use new keys --- *
1363    *
1364    * Try each available combination of new and old, public and private,
1365    * except both old (which is status quo anyway).  The selection is encoded
1366    * in @i@, with bit 0 for the private key and bit 1 for public key; a set
1367    * bit means to use the old value, and a clear bit means to use the new
1368    * one.
1369    *
1370    * This means that we currently prefer `old private and new public' over
1371    * `new private and old public'.  I'm not sure which way round this should
1372    * actually be.
1373    */
1374
1375   for (i = 0; i < 3; i++) {
1376
1377     /* --- Select the keys we're going to examine --- *
1378      *
1379      * If we're meant to have a new key and don't, then skip this
1380      * combination.
1381      */
1382
1383     T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: checking %s private, %s public",
1384              i & 1 ? "old" : "new", i & 2 ? "old" : "new"); )
1385
1386     if (i & 1) kpriv = kx->kpriv;
1387     else if (kx->kpriv->kn->kd != kx->kpriv) kpriv = kx->kpriv->kn->kd;
1388     else {
1389       T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: private key unchanged, skipping"); )
1390       continue;
1391     }
1392
1393     if (i & 2) kpub = kx->kpub;
1394     else if (kx->kpub->kn->kd != kx->kpub) kpub = kx->kpub->kn->kd;
1395     else {
1396       T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: public key unchanged, skipping"); )
1397       continue;
1398     }
1399
1400     /* --- Skip if either key is expired --- *
1401      *
1402      * We're not going to get far with expired keys, and this simplifies the
1403      * logic below.
1404      */
1405
1406     if (KEY_EXPIRED(now, kx->kpriv->t_exp) ||
1407         KEY_EXPIRED(now, kx->kpub->t_exp)) {
1408       T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: %s expired, skipping",
1409                !KEY_EXPIRED(now, kx->kpriv->t_exp) ? "public key" :
1410                !KEY_EXPIRED(now, kx->kpub->t_exp) ? "private key" :
1411                "both keys"); )
1412       continue;
1413     }
1414
1415     /* --- If the groups don't match then we can't use this pair --- */
1416
1417     if (!km_samealgsp(kpriv, kpub)) {
1418       T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: peer `%s' group mismatch; "
1419                "%s priv `%s' and %s pub `%s'", p_name(kx->p),
1420                i & 1 ? "old" : "new", km_tag(kx->kpriv),
1421                i & 2 ? "old" : "new", km_tag(kx->kpub)); )
1422       continue;
1423     }
1424     goto newkeys;
1425   }
1426   T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: peer `%s' continuing with old keys",
1427            p_name(kx->p)); )
1428   return;
1429
1430   /* --- We've chosen new keys --- *
1431    *
1432    * Switch the new ones into place.  Neither of the keys we're switching to
1433    * is expired (we checked that above), so we should just crank everything
1434    * up.
1435    *
1436    * A complication arises: we don't really want to force a new key exchange
1437    * unless we have to.  If the group is unchanged, and we're currently
1438    * running OK, then we should just let things lie.
1439    */
1440
1441 newkeys:
1442   switchp = ((kx->f & KXF_DEAD) ||
1443              kx->s != KXS_SWITCH ||
1444              !group_samep(kx->kpriv->g, kpriv->g));
1445
1446   T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: peer `%s' adopting "
1447            "%s priv `%s' and %s pub `%s'; %sforcing exchange", p_name(kx->p),
1448            i & 1 ? "old" : "new", km_tag(kx->kpriv),
1449            i & 2 ? "old" : "new", km_tag(kx->kpub),
1450            switchp ? "" : "not "); )
1451
1452   if (switchp) stop(kx);
1453   km_ref(kpriv); km_unref(kx->kpriv); kx->kpriv = kpriv;
1454   km_ref(kpub);  km_unref(kx->kpub);  kx->kpub  = kpub;
1455   kx->f |= KXF_PUBKEY;
1456   if (switchp) {
1457     T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: restarting key negotiation with `%s'",
1458              p_name(kx->p)); )
1459     start(kx, time(0));
1460     resend(kx);
1461   }
1462 }
1463
1464 /* --- @kx_init@ --- *
1465  *
1466  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
1467  *              @peer *p@ = pointer to peer context
1468  *              @keyset **ks@ = pointer to keyset list
1469  *              @unsigned f@ = various useful flags
1470  *
1471  * Returns:     Zero if OK, nonzero if it failed.
1472  *
1473  * Use:         Initializes a key exchange module.  The module currently
1474  *              contains no keys, and will attempt to initiate a key
1475  *              exchange.
1476  */
1477
1478 int kx_init(keyexch *kx, peer *p, keyset **ks, unsigned f)
1479 {
1480   if ((kx->kpriv = km_findpriv(p_privtag(p))) == 0) goto fail_0;
1481   if ((kx->kpub = km_findpub(p_tag(p))) == 0) goto fail_1;
1482   if (!group_samep(kx->kpriv->g, kx->kpub->g)) {
1483     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "group-mismatch",
1484            "local-private-key", "%s", p_privtag(p),
1485            "peer-public-key", "%s", p_tag(p),
1486            A_END);
1487     goto fail_2;
1488   }
1489
1490   kx->ks = ks;
1491   kx->p = p;
1492   kx->f = KXF_DEAD | KXF_PUBKEY | f;
1493   rs_reset(&kx->rs);
1494   if (!(kx->f & KXF_CORK)) {
1495     start(kx, time(0));
1496     resend(kx);
1497     /* Don't notify here: the ADD message hasn't gone out yet. */
1498   }
1499   return (0);
1500
1501 fail_2:
1502   km_unref(kx->kpub);
1503 fail_1:
1504   km_unref(kx->kpriv);
1505 fail_0:
1506   return (-1);
1507 }
1508
1509 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/