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 /*----- Tunable parameters ------------------------------------------------*/
  79
  80 #define T_VALID SEC(20)                 /* Challenge validity period */
  81 #define T_RETRY SEC(10)                 /* Challenge retransmit interval */
  82
  83 #define VALIDP(kx, now) ((now) < (kx)->t_valid)
  84
  85 /*----- Static tables -----------------------------------------------------*/
  86
  87 static const char *const pkname[] = {
  88   "pre-challenge", "challenge", "reply", "switch-rq", "switch-ok"
  89 };
  90
  91 /*----- Various utilities -------------------------------------------------*/
  92
  93 /* --- @hashge@ --- *
  94  *
  95  * Arguments:   @ghash *h@ = pointer to hash context
  96  *              @group *g@ = pointer to group
  97  *              @ge *x@ = pointer to group element
  98  *
  99  * Returns:     ---
 100  *
 101  * Use:         Adds the hash of a group element to the context.  Corrupts
 102  *              @buf_t@.
 103  */
 104
 105 static void hashge(ghash *h, group *g, ge *x)
 106 {
 107   buf b;
 108
 109   buf_init(&b, buf_t, sizeof(buf_t));
 110   G_TOBUF(g, &b, x);
 111   assert(BOK(&b));
 112   GH_HASH(h, BBASE(&b), BLEN(&b));
 113 }
 114
 115 /* --- @mpmask@ --- *
 116  *
 117  * Arguments:   @buf *b@ = output buffer
 118  *              @mp *x@ = the plaintext integer
 119  *              @size_t n@ = the expected size of the plaintext
 120  *              @gcipher *mgfc@ = mask-generating function to use
 121  *              @const octet *k@ = pointer to key material
 122  *              @size_t ksz@ = size of the key
 123  *
 124  * Returns:     Pointer to the output.
 125  *
 126  * Use:         Masks a multiprecision integer: returns %$x \xor H(k)$%, so
 127  *              it's a random oracle thing rather than an encryption thing.
 128  */
 129
 130 static octet *mpmask(buf *b, mp *x, size_t n,
 131                      const gccipher *mgfc, const octet *k, size_t ksz)
 132 {
 133   gcipher *mgf;
 134   octet *p;
 135
 136   if ((p = buf_get(b, n)) == 0)
 137     return (0);
 138   mgf = GC_INIT(mgfc, k, ksz);
 139   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 140     trace(T_CRYPTO, "crypto: masking index = %s", mpstr(x));
 141     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: masking key", k, ksz);
 142   }))
 143   mp_storeb(x, buf_t, n);
 144   GC_ENCRYPT(mgf, buf_t, p, n);
 145   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 146     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: index plaintext", buf_t, n);
 147     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: masked ciphertext", p, n);
 148   }))
 149   GC_DESTROY(mgf);
 150   return (p);
 151 }
 152
 153 /* --- @mpunmask@ --- *
 154  *
 155  * Arguments:   @mp *d@ = the output integer
 156  *              @const octet *p@ = pointer to the ciphertext
 157  *              @size_t n@ = the size of the ciphertext
 158  *              @gcipher *mgfc@ = mask-generating function to use
 159  *              @const octet *k@ = pointer to key material
 160  *              @size_t ksz@ = size of the key
 161  *
 162  * Returns:     The decrypted integer, or null.
 163  *
 164  * Use:         Unmasks a multiprecision integer.
 165  */
 166
 167 static mp *mpunmask(mp *d, const octet *p, size_t n,
 168                     const gccipher *mgfc, const octet *k, size_t ksz)
 169 {
 170   gcipher *mgf;
 171
 172   mgf = GC_INIT(mgfc, k, ksz);
 173   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 174     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: unmasking key", k, ksz);
 175     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: masked ciphertext", p, n);
 176   }))
 177   GC_DECRYPT(mgf, p, buf_t, n);
 178   d = mp_loadb(d, buf_t, n);
 179   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 180     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: index plaintext", buf_t, n);
 181     trace(T_CRYPTO, "crypto: unmasked index = %s", mpstr(d));
 182   }))
 183   GC_DESTROY(mgf);
 184   return (d);
 185 }
 186
 187 /* --- @hashcheck@ --- *
 188  *
 189  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key-exchange block
 190  *              @ge *kpub@ = sender's public key
 191  *              @ge *cc@ = receiver's challenge
 192  *              @ge *c@ = sender's challenge
 193  *              @ge *y@ = reply to sender's challenge
 194  *
 195  * Returns:     Pointer to the hash value (in @buf_t@)
 196  *
 197  * Use:         Computes the check-value hash, used to mask or unmask
 198  *              indices to prove the validity of challenges.  This computes
 199  *              the masking key used in challenge check values.  This is
 200  *              really the heart of the whole thing, since it ensures that
 201  *              the index can be recovered from the history of hashing
 202  *              queries, which gives us (a) a proof that the authentication
 203  *              process is zero-knowledge, and (b) a proof that the whole
 204  *              key-exchange is deniable.
 205  */
 206
 207 static const octet *hashcheck(keyexch *kx, ge *kpub, ge *cc, ge *c, ge *y)
 208 {
 209   ghash *h = GH_INIT(kx->kpriv->algs.h);
 210   group *g = kx->kpriv->g;
 211
 212   HASH_STRING(h, "tripe-expected-reply");
 213   hashge(h, g, kpub);
 214   hashge(h, g, cc);
 215   hashge(h, g, c);
 216   hashge(h, g, y);
 217   GH_DONE(h, buf_t);
 218   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 219     trace(T_CRYPTO, "crypto: computing challenge check hash");
 220     trace(T_CRYPTO, "crypto: public key = %s", gestr(g, kpub));
 221     trace(T_CRYPTO, "crypto: receiver challenge = %s", gestr(g, cc));
 222     trace(T_CRYPTO, "crypto: sender challenge = %s", gestr(g, c));
 223     trace(T_CRYPTO, "crypto: sender reply = %s", gestr(g, y));
 224     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: hash output", buf_t, kx->kpriv->algs.hashsz);
 225   }))
 226   GH_DESTROY(h);
 227   return (buf_t);
 228 }
 229
 230 /* --- @sendchallenge@ --- *
 231  *
 232  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 233  *              @buf *b@ = output buffer for challenge
 234  *              @ge *c@ = peer's actual challenge
 235  *              @const octet *hc@ = peer's challenge cookie
 236  *
 237  * Returns:     ---
 238  *
 239  * Use:         Writes a full challenge to the message buffer.
 240  */
 241
 242 static void sendchallenge(keyexch *kx, buf *b, ge *c, const octet *hc)
 243 {
 244   G_TOBUF(kx->kpriv->g, b, kx->c);
 245   buf_put(b, hc, kx->kpriv->algs.hashsz);
 246   mpmask(b, kx->alpha, kx->kpriv->indexsz, kx->kpriv->algs.mgf,
 247          hashcheck(kx, kx->kpriv->kpub, c, kx->c, kx->rx),
 248          kx->kpriv->algs.hashsz);
 249 }
 250
 251 /* --- @timer@ --- *
 252  *
 253  * Arguments:   @struct timeval *tv@ = the current time
 254  *              @void *v@ = pointer to key exchange context
 255  *
 256  * Returns:     ---
 257  *
 258  * Use:         Acts when the key exchange timer goes off.
 259  */
 260
 261 static void timer(struct timeval *tv, void *v)
 262 {
 263   keyexch *kx = v;
 264   kx->f &= ~KXF_TIMER;
 265   T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: timer has popped"); )
 266   kx_start(kx, 0);
 267 }
 268
 269 /* --- @settimer@ --- *
 270  *
 271  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
 272  *              @time_t t@ = when to set the timer for
 273  *
 274  * Returns:     ---
 275  *
 276  * Use:         Sets the timer for the next key exchange attempt.
 277  */
 278
 279 static void settimer(keyexch *kx, time_t t)
 280 {
 281   struct timeval tv;
 282   if (kx->f & KXF_TIMER)
 283     sel_rmtimer(&kx->t);
 284   tv.tv_sec = t;
 285   tv.tv_usec = 0;
 286   sel_addtimer(&sel, &kx->t, &tv, timer, kx);
 287   kx->f |= KXF_TIMER;
 288 }
 289
 290 /*----- Challenge management ----------------------------------------------*/
 291
 292 /* --- Notes on challenge management --- *
 293  *
 294  * We may get multiple different replies to our key exchange; some will be
 295  * correct, some inserted by attackers.  Up until @KX_THRESH@, all challenges
 296  * received will be added to the table and given a full response.  After
 297  * @KX_THRESH@ distinct challenges are received, we return only a `cookie':
 298  * our existing challenge, followed by a hash of the sender's challenge.  We
 299  * do %%\emph{not}%% give a bare challenge a reply slot at this stage.  All
 300  * properly-formed cookies are assigned a table slot: if none is spare, a
 301  * used slot is randomly selected and destroyed.  A cookie always receives a
 302  * full reply.
 303  */
 304
 305 /* --- @kxc_destroy@ --- *
 306  *
 307  * Arguments:   @kxchal *kxc@ = pointer to the challenge block
 308  *
 309  * Returns:     ---
 310  *
 311  * Use:         Disposes of a challenge block.
 312  */
 313
 314 static void kxc_destroy(kxchal *kxc)
 315 {
 316   if (kxc->f & KXF_TIMER)
 317     sel_rmtimer(&kxc->t);
 318   G_DESTROY(kxc->kx->kpriv->g, kxc->c);
 319   G_DESTROY(kxc->kx->kpriv->g, kxc->r);
 320   ks_drop(kxc->ks);
 321   DESTROY(kxc);
 322 }
 323
 324 /* --- @kxc_stoptimer@ --- *
 325  *
 326  * Arguments:   @kxchal *kxc@ = pointer to the challenge block
 327  *
 328  * Returns:     ---
 329  *
 330  * Use:         Stops the challenge's retry timer from sending messages.
 331  *              Useful when the state machine is in the endgame of the
 332  *              exchange.
 333  */
 334
 335 static void kxc_stoptimer(kxchal *kxc)
 336 {
 337   if (kxc->f & KXF_TIMER)
 338     sel_rmtimer(&kxc->t);
 339   kxc->f &= ~KXF_TIMER;
 340 }
 341
 342 /* --- @kxc_new@ --- *
 343  *
 344  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 345  *
 346  * Returns:     A pointer to the challenge block.
 347  *
 348  * Use:         Returns a pointer to a new challenge block to fill in.
 349  */
 350
 351 static kxchal *kxc_new(keyexch *kx)
 352 {
 353   kxchal *kxc;
 354   unsigned i;
 355
 356   /* --- If we're over reply threshold, discard one at random --- */
 357
 358   if (kx->nr < KX_NCHAL)
 359     i = kx->nr++;
 360   else {
 361     i = rand_global.ops->range(&rand_global, KX_NCHAL);
 362     kxc_destroy(kx->r[i]);
 363   }
 364
 365   /* --- Fill in the new structure --- */
 366
 367   kxc = CREATE(kxchal);
 368   kxc->c = G_CREATE(kx->kpriv->g);
 369   kxc->r = G_CREATE(kx->kpriv->g);
 370   kxc->ks = 0;
 371   kxc->kx = kx;
 372   kxc->f = 0;
 373   kx->r[i] = kxc;
 374   return (kxc);
 375 }
 376
 377 /* --- @kxc_bychal@ --- *
 378  *
 379  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 380  *              @ge *c@ = challenge from remote host
 381  *
 382  * Returns:     Pointer to the challenge block, or null.
 383  *
 384  * Use:         Finds a challenge block, given its challenge.
 385  */
 386
 387 static kxchal *kxc_bychal(keyexch *kx, ge *c)
 388 {
 389   unsigned i;
 390
 391   for (i = 0; i < kx->nr; i++) {
 392     if (G_EQ(kx->kpriv->g, c, kx->r[i]->c))
 393       return (kx->r[i]);
 394   }
 395   return (0);
 396 }
 397
 398 /* --- @kxc_byhc@ --- *
 399  *
 400  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 401  *              @const octet *hc@ = challenge hash from remote host
 402  *
 403  * Returns:     Pointer to the challenge block, or null.
 404  *
 405  * Use:         Finds a challenge block, given a hash of its challenge.
 406  */
 407
 408 static kxchal *kxc_byhc(keyexch *kx, const octet *hc)
 409 {
 410   unsigned i;
 411
 412   for (i = 0; i < kx->nr; i++) {
 413     if (memcmp(hc, kx->r[i]->hc, kx->kpriv->algs.hashsz) == 0)
 414       return (kx->r[i]);
 415   }
 416   return (0);
 417 }
 418
 419 /* --- @kxc_answer@ --- *
 420  *
 421  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 422  *              @kxchal *kxc@ = pointer to challenge block
 423  *
 424  * Returns:     ---
 425  *
 426  * Use:         Sends a reply to the remote host, according to the data in
 427  *              this challenge block.
 428  */
 429
 430 static void kxc_answer(keyexch *kx, kxchal *kxc);
 431
 432 static void kxc_timer(struct timeval *tv, void *v)
 433 {
 434   kxchal *kxc = v;
 435   kxc->f &= ~KXF_TIMER;
 436   kxc_answer(kxc->kx, kxc);
 437 }
 438
 439 static void kxc_answer(keyexch *kx, kxchal *kxc)
 440 {
 441   stats *st = p_stats(kx->p);
 442   buf *b = p_txstart(kx->p, MSG_KEYEXCH | KX_REPLY);
 443   struct timeval tv;
 444   buf bb;
 445
 446   /* --- Build the reply packet --- */
 447
 448   T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: sending reply to `%s'", p_name(kx->p)); )
 449   sendchallenge(kx, b, kxc->c, kxc->hc);
 450   buf_init(&bb, buf_i, sizeof(buf_i));
 451   G_TORAW(kx->kpriv->g, &bb, kxc->r);
 452   buf_flip(&bb);
 453   ks_encrypt(kxc->ks, MSG_KEYEXCH | KX_REPLY, &bb, b);
 454
 455   /* --- Update the statistics --- */
 456
 457   if (BOK(b)) {
 458     st->n_kxout++;
 459     st->sz_kxout += BLEN(b);
 460     p_txend(kx->p);
 461   }
 462
 463   /* --- Schedule another resend --- */
 464
 465   if (kxc->f & KXF_TIMER)
 466     sel_rmtimer(&kxc->t);
 467   gettimeofday(&tv, 0);
 468   tv.tv_sec += T_RETRY;
 469   sel_addtimer(&sel, &kxc->t, &tv, kxc_timer, kxc);
 470   kxc->f |= KXF_TIMER;
 471 }
 472
 473 /*----- Individual message handlers ---------------------------------------*/
 474
 475 /* --- @doprechallenge@ --- *
 476  *
 477  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 478  *              @buf *b@ = buffer containing the packet
 479  *
 480  * Returns:     Zero if OK, nonzero of the packet was rejected.
 481  *
 482  * Use:         Processes a pre-challenge message.
 483  */
 484
 485 static int doprechallenge(keyexch *kx, buf *b)
 486 {
 487   stats *st = p_stats(kx->p);
 488   ge *c = G_CREATE(kx->kpriv->g);
 489   ghash *h;
 490
 491   /* --- Ensure that we're in a sensible state --- */
 492
 493   if (kx->s != KXS_CHAL) {
 494     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "unexpected", "pre-challenge", A_END);
 495     goto bad;
 496   }
 497
 498   /* --- Unpack the packet --- */
 499
 500   if (G_FROMBUF(kx->kpriv->g, b, c) || BLEFT(b))
 501     goto bad;
 502
 503   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 504     trace(T_CRYPTO, "crypto: challenge = %s", gestr(kx->kpriv->g, c));
 505   }))
 506
 507   /* --- Send out a full challenge by return --- */
 508
 509   b = p_txstart(kx->p, MSG_KEYEXCH | KX_CHAL);
 510   h = GH_INIT(kx->kpriv->algs.h);
 511   HASH_STRING(h, "tripe-cookie");
 512   hashge(h, kx->kpriv->g, c);
 513   sendchallenge(kx, b, c, GH_DONE(h, 0));
 514   GH_DESTROY(h);
 515   st->n_kxout++;
 516   st->sz_kxout += BLEN(b);
 517   p_txend(kx->p);
 518
 519   /* --- Done --- */
 520
 521   G_DESTROY(kx->kpriv->g, c);
 522   return (0);
 523
 524 bad:
 525   if (c) G_DESTROY(kx->kpriv->g, c);
 526   return (-1);
 527 }
 528
 529 /* --- @respond@ --- *
 530  *
 531  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 532  *              @unsigned msg@ = message code for this packet
 533  *              @buf *b@ = buffer containing the packet
 534  *
 535  * Returns:     Key-exchange challenge block, or null.
 536  *
 537  * Use:         Computes a response for the given challenge, entering it into
 538  *              a challenge block and so on.
 539  */
 540
 541 static kxchal *respond(keyexch *kx, unsigned msg, buf *b)
 542 {
 543   group *g = kx->kpriv->g;
 544   const algswitch *algs = &kx->kpriv->algs;
 545   size_t ixsz = kx->kpriv->indexsz;
 546   ge *c = G_CREATE(g);
 547   ge *r = G_CREATE(g);
 548   ge *cc = G_CREATE(g);
 549   const octet *hc, *ck;
 550   size_t x, y, z;
 551   mp *cv = 0;
 552   kxchal *kxc;
 553   ghash *h = 0;
 554   buf bb;
 555   int ok;
 556
 557   /* --- Unpack the packet --- */
 558
 559   if (G_FROMBUF(g, b, c) ||
 560       (hc = buf_get(b, algs->hashsz)) == 0 ||
 561       (ck = buf_get(b, ixsz)) == 0) {
 562     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "invalid", "%s", pkname[msg], A_END);
 563     goto bad;
 564   }
 565   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 566     trace(T_CRYPTO, "crypto: challenge = %s", gestr(g, c));
 567     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: cookie", hc, algs->hashsz);
 568     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: check-value", ck, ixsz);
 569   }))
 570
 571   /* --- Discard a packet with an invalid cookie --- */
 572
 573   if (hc && memcmp(hc, kx->hc, algs->hashsz) != 0) {
 574     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "incorrect", "cookie", A_END);
 575     goto bad;
 576   }
 577
 578   /* --- Recover the check value and verify it --- *
 579    *
 580    * To avoid recomputation on replays, we store a hash of the `right'
 581    * value.  The `correct' value is unique, so this is right.
 582    *
 583    * This will also find a challenge block and, if necessary, populate it.
 584    */
 585
 586   if ((kxc = kxc_bychal(kx, c)) != 0) {
 587     h = GH_INIT(algs->h);
 588     HASH_STRING(h, "tripe-check-hash");
 589     GH_HASH(h, ck, ixsz);
 590     ok = !memcmp(kxc->ck, GH_DONE(h, 0), algs->hashsz);
 591     GH_DESTROY(h);
 592     if (!ok) goto badcheck;
 593   } else {
 594
 595     /* --- Compute the reply, and check the magic --- */
 596
 597     G_EXP(g, r, c, kx->kpriv->kpriv);
 598     cv = mpunmask(MP_NEW, ck, ixsz, algs->mgf,
 599                   hashcheck(kx, kx->kpub->kpub, kx->c, c, r),
 600                   algs->hashsz);
 601     IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 602       trace(T_CRYPTO, "crypto: computed reply = %s", gestr(g, r));
 603       trace(T_CRYPTO, "crypto: recovered log = %s", mpstr(cv));
 604     }))
 605     if (MP_CMP(cv, >, g->r) ||
 606         (G_EXP(g, cc, g->g, cv),
 607          !G_EQ(g, c, cc)))
 608       goto badcheck;
 609
 610     /* --- Fill in a new challenge block --- */
 611
 612     kxc = kxc_new(kx);
 613     G_COPY(g, kxc->c, c);
 614     G_COPY(g, kxc->r, r);
 615
 616     h = GH_INIT(algs->h); HASH_STRING(h, "tripe-check-hash");
 617     GH_HASH(h, ck, ixsz);
 618     GH_DONE(h, kxc->ck); GH_DESTROY(h);
 619
 620     h = GH_INIT(algs->h); HASH_STRING(h, "tripe-cookie");
 621     hashge(h, g, kxc->c);
 622     GH_DONE(h, kxc->hc); GH_DESTROY(h);
 623
 624     IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 625       trace_block(T_CRYPTO, "crypto: computed cookie",
 626                   kxc->hc, algs->hashsz);
 627     }))
 628
 629     /* --- Work out the shared key --- */
 630
 631     G_EXP(g, r, c, kx->alpha);
 632     IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 633       trace(T_CRYPTO, "crypto: shared secret = %s", gestr(g, r));
 634     }))
 635
 636     /* --- Compute the switch messages --- */
 637
 638     h = GH_INIT(algs->h); HASH_STRING(h, "tripe-switch-request");
 639     hashge(h, g, kx->c); hashge(h, g, kxc->c);
 640     GH_DONE(h, kxc->hswrq_out); GH_DESTROY(h);
 641     h = GH_INIT(algs->h); HASH_STRING(h, "tripe-switch-confirm");
 642     hashge(h, g, kx->c); hashge(h, g, kxc->c);
 643     GH_DONE(h, kxc->hswok_out); GH_DESTROY(h);
 644
 645     h = GH_INIT(algs->h); HASH_STRING(h, "tripe-switch-request");
 646     hashge(h, g, kxc->c); hashge(h, g, kx->c);
 647     GH_DONE(h, kxc->hswrq_in); GH_DESTROY(h);
 648     h = GH_INIT(algs->h); HASH_STRING(h, "tripe-switch-confirm");
 649     hashge(h, g, kxc->c); hashge(h, g, kx->c);
 650     GH_DONE(h, kxc->hswok_in); GH_DESTROY(h);
 651
 652     IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 653       trace_block(T_CRYPTO, "crypto: outbound switch request",
 654                   kxc->hswrq_out, algs->hashsz);
 655       trace_block(T_CRYPTO, "crypto: outbound switch confirm",
 656                   kxc->hswok_out, algs->hashsz);
 657       trace_block(T_CRYPTO, "crypto: inbound switch request",
 658                   kxc->hswrq_in, algs->hashsz);
 659       trace_block(T_CRYPTO, "crypto: inbound switch confirm",
 660                   kxc->hswok_in, algs->hashsz);
 661     }))
 662
 663     /* --- Create a new symmetric keyset --- */
 664
 665     buf_init(&bb, buf_o, sizeof(buf_o));
 666     G_TOBUF(g, &bb, kx->c); x = BLEN(&bb);
 667     G_TOBUF(g, &bb, kxc->c); y = BLEN(&bb);
 668     G_TOBUF(g, &bb, r); z = BLEN(&bb);
 669     assert(BOK(&bb));
 670
 671     kxc->ks = ks_gen(BBASE(&bb), x, y, z, kx->p);
 672   }
 673
 674   G_DESTROY(g, c);
 675   G_DESTROY(g, cc);
 676   G_DESTROY(g, r);
 677   mp_drop(cv);
 678   return (kxc);
 679
 680 badcheck:
 681   a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "bad-expected-reply-log", A_END);
 682   goto bad;
 683 bad:
 684   G_DESTROY(g, c);
 685   G_DESTROY(g, cc);
 686   G_DESTROY(g, r);
 687   mp_drop(cv);
 688   return (0);
 689 }
 690
 691 /* --- @dochallenge@ --- *
 692  *
 693  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 694  *              @unsigned msg@ = message code for the packet
 695  *              @buf *b@ = buffer containing the packet
 696  *
 697  * Returns:     Zero if OK, nonzero if the packet was rejected.
 698  *
 699  * Use:         Processes a packet containing a challenge.
 700  */
 701
 702 static int dochallenge(keyexch *kx, buf *b)
 703 {
 704   kxchal *kxc;
 705
 706   if (kx->s != KXS_CHAL) {
 707     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "unexpected", "challenge", A_END);
 708     goto bad;
 709   }
 710   if ((kxc = respond(kx, KX_CHAL, b)) == 0)
 711     goto bad;
 712   if (BLEFT(b)) {
 713     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "invalid", "challenge", A_END);
 714     goto bad;
 715   }
 716   kxc_answer(kx, kxc);
 717   return (0);
 718
 719 bad:
 720   return (-1);
 721 }
 722
 723 /* --- @resend@ --- *
 724  *
 725  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
 726  *
 727  * Returns:     ---
 728  *
 729  * Use:         Sends the next message for a key exchange.
 730  */
 731
 732 static void resend(keyexch *kx)
 733 {
 734   kxchal *kxc;
 735   buf bb;
 736   stats *st = p_stats(kx->p);
 737   buf *b;
 738
 739   switch (kx->s) {
 740     case KXS_CHAL:
 741       T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: sending prechallenge to `%s'",
 742                p_name(kx->p)); )
 743       b = p_txstart(kx->p, MSG_KEYEXCH | KX_PRECHAL);
 744       G_TOBUF(kx->kpriv->g, b, kx->c);
 745       break;
 746     case KXS_COMMIT:
 747       T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: sending switch request to `%s'",
 748                p_name(kx->p)); )
 749       kxc = kx->r[0];
 750       b = p_txstart(kx->p, MSG_KEYEXCH | KX_SWITCH);
 751       buf_put(b, kx->hc, kx->kpriv->algs.hashsz);
 752       buf_put(b, kxc->hc, kx->kpriv->algs.hashsz);
 753       buf_init(&bb, buf_i, sizeof(buf_i));
 754       G_TORAW(kx->kpriv->g, &bb, kxc->r);
 755       buf_put(&bb, kxc->hswrq_out, kx->kpriv->algs.hashsz);
 756       buf_flip(&bb);
 757       ks_encrypt(kxc->ks, MSG_KEYEXCH | KX_SWITCH, &bb, b);
 758       break;
 759     case KXS_SWITCH:
 760       T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: sending switch confirmation to `%s'",
 761                p_name(kx->p)); )
 762       kxc = kx->r[0];
 763       b = p_txstart(kx->p, MSG_KEYEXCH | KX_SWITCHOK);
 764       buf_init(&bb, buf_i, sizeof(buf_i));
 765       buf_put(&bb, kxc->hswok_out, kx->kpriv->algs.hashsz);
 766       buf_flip(&bb);
 767       ks_encrypt(kxc->ks, MSG_KEYEXCH | KX_SWITCHOK, &bb, b);
 768       break;
 769     default:
 770       abort();
 771   }
 772
 773   if (BOK(b)) {
 774     st->n_kxout++;
 775     st->sz_kxout += BLEN(b);
 776     p_txend(kx->p);
 777   }
 778
 779   if (kx->s < KXS_SWITCH)
 780     settimer(kx, time(0) + T_RETRY);
 781 }
 782
 783 /* --- @decryptrest@ --- *
 784  *
 785  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
 786  *              @kxchal *kxc@ = pointer to challenge block
 787  *              @unsigned msg@ = type of incoming message
 788  *              @buf *b@ = encrypted remainder of the packet
 789  *
 790  * Returns:     Zero if OK, nonzero on some kind of error.
 791  *
 792  * Use:         Decrypts the remainder of the packet, and points @b@ at the
 793  *              recovered plaintext.
 794  */
 795
 796 static int decryptrest(keyexch *kx, kxchal *kxc, unsigned msg, buf *b)
 797 {
 798   buf bb;
 799
 800   buf_init(&bb, buf_o, sizeof(buf_o));
 801   if (ks_decrypt(kxc->ks, MSG_KEYEXCH | msg, b, &bb)) {
 802     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "decrypt-failed", "%s", pkname[msg], A_END);
 803     return (-1);
 804   }
 805   if (!BOK(&bb)) return (-1);
 806   buf_init(b, BBASE(&bb), BLEN(&bb));
 807   return (0);
 808 }
 809
 810 /* --- @checkresponse@ --- *
 811  *
 812  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
 813  *              @unsigned msg@ = type of incoming message
 814  *              @buf *b@ = decrypted remainder of the packet
 815  *
 816  * Returns:     Zero if OK, nonzero on some kind of error.
 817  *
 818  * Use:         Checks a reply or switch packet, ensuring that its response
 819  *              is correct.
 820  */
 821
 822 static int checkresponse(keyexch *kx, unsigned msg, buf *b)
 823 {
 824   group *g = kx->kpriv->g;
 825   ge *r = G_CREATE(g);
 826
 827   if (G_FROMRAW(g, b, r)) {
 828     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "invalid", "%s", pkname[msg], A_END);
 829     goto bad;
 830   }
 831   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 832     trace(T_CRYPTO, "crypto: reply = %s", gestr(g, r));
 833   }))
 834   if (!G_EQ(g, r, kx->rx)) {
 835     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "incorrect", "response", A_END);
 836     goto bad;
 837   }
 838
 839   G_DESTROY(g, r);
 840   return (0);
 841
 842 bad:
 843   G_DESTROY(g, r);
 844   return (-1);
 845 }
 846
 847 /* --- @commit@ --- *
 848  *
 849  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
 850  *              @kxchal *kxc@ = pointer to challenge to commit to
 851  *
 852  * Returns:     ---
 853  *
 854  * Use:         Commits to a particular challenge as being the `right' one,
 855  *              since a reply has arrived for it.
 856  */
 857
 858 static void commit(keyexch *kx, kxchal *kxc)
 859 {
 860   unsigned i;
 861
 862   for (i = 0; i < kx->nr; i++) {
 863     if (kx->r[i] != kxc)
 864       kxc_destroy(kx->r[i]);
 865   }
 866   kx->r[0] = kxc;
 867   kx->nr = 1;
 868   kxc_stoptimer(kxc);
 869   ksl_link(kx->ks, kxc->ks);
 870 }
 871
 872 /* --- @doreply@ --- *
 873  *
 874  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
 875  *              @buf *b@ = buffer containing packet
 876  *
 877  * Returns:     Zero if OK, nonzero if the packet was rejected.
 878  *
 879  * Use:         Handles a reply packet.  This doesn't handle the various
 880  *              switch packets: they're rather too different.
 881  */
 882
 883 static int doreply(keyexch *kx, buf *b)
 884 {
 885   kxchal *kxc;
 886
 887   if (kx->s != KXS_CHAL && kx->s != KXS_COMMIT) {
 888     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "unexpected", "reply", A_END);
 889     goto bad;
 890   }
 891   if ((kxc = respond(kx, KX_REPLY, b)) == 0 ||
 892       decryptrest(kx, kxc, KX_REPLY, b) ||
 893       checkresponse(kx, KX_REPLY, b))
 894     goto bad;
 895   if (BLEFT(b)) {
 896     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "invalid", "reply", A_END);
 897     goto bad;
 898   }
 899   if (kx->s == KXS_CHAL) {
 900     commit(kx, kxc);
 901     kx->s = KXS_COMMIT;
 902   }
 903   resend(kx);
 904   return (0);
 905
 906 bad:
 907   return (-1);
 908 }
 909
 910 /* --- @kxfinish@ --- *
 911  *
 912  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 913  *
 914  * Returns:     ---
 915  *
 916  * Use:         Sets everything up following a successful key exchange.
 917  */
 918
 919 static void kxfinish(keyexch *kx)
 920 {
 921   kxchal *kxc = kx->r[0];
 922   ks_activate(kxc->ks);
 923   settimer(kx, ks_tregen(kxc->ks));
 924   kx->s = KXS_SWITCH;
 925   a_notify("KXDONE", "?PEER", kx->p, A_END);
 926   p_stats(kx->p)->t_kx = time(0);
 927 }
 928
 929 /* --- @doswitch@ --- *
 930  *
 931  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 932  *              @buf *b@ = pointer to buffer containing packet
 933  *
 934  * Returns:     Zero if OK, nonzero if the packet was rejected.
 935  *
 936  * Use:         Handles a reply with a switch request bolted onto it.
 937  */
 938
 939 static int doswitch(keyexch *kx, buf *b)
 940 {
 941   size_t hsz = kx->kpriv->algs.hashsz;
 942   const octet *hc_in, *hc_out, *hswrq;
 943   kxchal *kxc;
 944
 945   if ((hc_in = buf_get(b, hsz)) == 0 ||
 946       (hc_out = buf_get(b, hsz)) == 0) {
 947     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "invalid", "switch-rq", A_END);
 948     goto bad;
 949   }
 950   IF_TRACING(T_KEYEXCH, IF_TRACING(T_CRYPTO, {
 951     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: challenge", hc_in, hsz);
 952     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: cookie", hc_out, hsz);
 953   }))
 954   if ((kxc = kxc_byhc(kx, hc_in)) == 0 ||
 955       memcmp(hc_out, kx->hc, hsz) != 0) {
 956     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "incorrect", "switch-rq", A_END);
 957     goto bad;
 958   }
 959   if (decryptrest(kx, kxc, KX_SWITCH, b) ||
 960       checkresponse(kx, KX_SWITCH, b))
 961     goto bad;
 962   if ((hswrq = buf_get(b, hsz)) == 0 || BLEFT(b)) {
 963     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "invalid", "switch-rq", A_END);
 964     goto bad;
 965   }
 966   IF_TRACING(T_KEYEXCH, {
 967     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: switch request hash", hswrq, hsz);
 968   })
 969   if (memcmp(hswrq, kxc->hswrq_in, hsz) != 0) {
 970     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "incorrect", "switch-rq", A_END);
 971     goto bad;
 972   }
 973   if (kx->s == KXS_CHAL)
 974     commit(kx, kxc);
 975   if (kx->s < KXS_SWITCH)
 976     kxfinish(kx);
 977   resend(kx);
 978   return (0);
 979
 980 bad:
 981   return (-1);
 982 }
 983
 984 /* --- @doswitchok@ --- *
 985  *
 986  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange block
 987  *              @buf *b@ = pointer to buffer containing packet
 988  *
 989  * Returns:     Zero if OK, nonzero if the packet was rejected.
 990  *
 991  * Use:         Handles a reply with a switch request bolted onto it.
 992  */
 993
 994 static int doswitchok(keyexch *kx, buf *b)
 995 {
 996   size_t hsz = kx->kpriv->algs.hashsz;
 997   const octet *hswok;
 998   kxchal *kxc;
 999   buf bb;
1000
1001   if (kx->s < KXS_COMMIT) {
1002     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "unexpected", "switch-ok", A_END);
1003     goto bad;
1004   }
1005   kxc = kx->r[0];
1006   buf_init(&bb, buf_o, sizeof(buf_o));
1007   if (decryptrest(kx, kxc, KX_SWITCHOK, b))
1008     goto bad;
1009   if ((hswok = buf_get(b, hsz)) == 0 || BLEFT(b)) {
1010     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "invalid", "switch-ok", A_END);
1011     goto bad;
1012   }
1013   IF_TRACING(T_KEYEXCH, {
1014     trace_block(T_CRYPTO, "crypto: switch confirmation hash",
1015                 hswok, hsz);
1016   })
1017   if (memcmp(hswok, kxc->hswok_in, hsz) != 0) {
1018     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "incorrect", "switch-ok", A_END);
1019     goto bad;
1020   }
1021   if (kx->s < KXS_SWITCH)
1022     kxfinish(kx);
1023   return (0);
1024
1025 bad:
1026   return (-1);
1027 }
1028
1029 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
1030
1031 /* --- @stop@ --- *
1032  *
1033  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
1034  *
1035  * Returns:     ---
1036  *
1037  * Use:         Stops a key exchange dead in its tracks.  Throws away all of
1038  *              the context information.  The context is left in an
1039  *              inconsistent state.  The only functions which understand this
1040  *              state are @kx_free@ and @kx_init@ (which cause it internally
1041  *              it), and @start@ (which expects it to be the prevailing
1042  *              state).
1043  */
1044
1045 static void stop(keyexch *kx)
1046 {
1047   unsigned i;
1048
1049   if (kx->f & KXF_DEAD)
1050     return;
1051
1052   if (kx->f & KXF_TIMER)
1053     sel_rmtimer(&kx->t);
1054   for (i = 0; i < kx->nr; i++)
1055     kxc_destroy(kx->r[i]);
1056   mp_drop(kx->alpha);
1057   G_DESTROY(kx->kpriv->g, kx->c);
1058   G_DESTROY(kx->kpriv->g, kx->rx);
1059   kx->t_valid = 0;
1060   kx->f |= KXF_DEAD;
1061   kx->f &= ~KXF_TIMER;
1062 }
1063
1064 /* --- @start@ --- *
1065  *
1066  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
1067  *              @time_t now@ = the current time
1068  *
1069  * Returns:     ---
1070  *
1071  * Use:         Starts a new key exchange with the peer.  The context must be
1072  *              in the bizarre state left by @stop@ or @kx_init@.
1073  */
1074
1075 static void start(keyexch *kx, time_t now)
1076 {
1077   algswitch *algs = &kx->kpriv->algs;
1078   group *g = kx->kpriv->g;
1079   ghash *h;
1080
1081   assert(kx->f & KXF_DEAD);
1082
1083   kx->f &= ~(KXF_DEAD | KXF_CORK);
1084   kx->nr = 0;
1085   kx->alpha = mprand_range(MP_NEW, g->r, &rand_global, 0);
1086   kx->c = G_CREATE(g); G_EXP(g, kx->c, g->g, kx->alpha);
1087   kx->rx = G_CREATE(g); G_EXP(g, kx->rx, kx->kpub->kpub, kx->alpha);
1088   kx->s = KXS_CHAL;
1089   kx->t_valid = now + T_VALID;
1090
1091   h = GH_INIT(algs->h);
1092   HASH_STRING(h, "tripe-cookie");
1093   hashge(h, g, kx->c);
1094   GH_DONE(h, kx->hc);
1095   GH_DESTROY(h);
1096
1097   IF_TRACING(T_KEYEXCH, {
1098     trace(T_KEYEXCH, "keyexch: creating new challenge");
1099     IF_TRACING(T_CRYPTO, {
1100       trace(T_CRYPTO, "crypto: secret = %s", mpstr(kx->alpha));
1101       trace(T_CRYPTO, "crypto: challenge = %s", gestr(g, kx->c));
1102       trace(T_CRYPTO, "crypto: expected response = %s", gestr(g, kx->rx));
1103       trace_block(T_CRYPTO, "crypto: challenge cookie",
1104                   kx->hc, algs->hashsz);
1105     })
1106   })
1107 }
1108
1109 /* --- @checkpub@ --- *
1110  *
1111  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
1112  *
1113  * Returns:     Zero if OK, nonzero if the peer's public key has expired.
1114  *
1115  * Use:         Deactivates the key-exchange until the peer acquires a new
1116  *              public key.
1117  */
1118
1119 static int checkpub(keyexch *kx)
1120 {
1121   time_t now;
1122   unsigned f = 0;
1123
1124   if (kx->f & KXF_DEAD)
1125     return (-1);
1126   now = time(0);
1127   if (KEY_EXPIRED(now, kx->kpriv->t_exp)) f |= 1;
1128   if (KEY_EXPIRED(now, kx->kpub->t_exp)) f |= 2;
1129   if (f) {
1130     stop(kx);
1131     if (f & 1) a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "private-key-expired", A_END);
1132     if (f & 2) a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "public-key-expired", A_END);
1133     kx->f &= ~KXF_PUBKEY;
1134     return (-1);
1135   }
1136   return (0);
1137 }
1138
1139 /* --- @kx_start@ --- *
1140  *
1141  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
1142  *              @int forcep@ = nonzero to ignore the quiet timer
1143  *
1144  * Returns:     ---
1145  *
1146  * Use:         Stimulates a key exchange.  If a key exchage is in progress,
1147  *              a new challenge is sent (unless the quiet timer forbids
1148  *              this); if no exchange is in progress, one is commenced.
1149  */
1150
1151 void kx_start(keyexch *kx, int forcep)
1152 {
1153   time_t now = time(0);
1154
1155   if (checkpub(kx))
1156     return;
1157   if (forcep || !VALIDP(kx, now)) {
1158     stop(kx);
1159     start(kx, now);
1160     a_notify("KXSTART", "?PEER", kx->p, A_END);
1161   }
1162   resend(kx);
1163 }
1164
1165 /* --- @kx_message@ --- *
1166  *
1167  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
1168  *              @unsigned msg@ = the message code
1169  *              @buf *b@ = pointer to buffer containing the packet
1170  *
1171  * Returns:     ---
1172  *
1173  * Use:         Reads a packet containing key exchange messages and handles
1174  *              it.
1175  */
1176
1177 void kx_message(keyexch *kx, unsigned msg, buf *b)
1178 {
1179   time_t now = time(0);
1180   stats *st = p_stats(kx->p);
1181   size_t sz = BSZ(b);
1182   int rc;
1183
1184   if (kx->f & KXF_CORK) {
1185     start(kx, now);
1186     settimer(kx, now + T_RETRY);
1187     a_notify("KXSTART", A_END);
1188   }
1189
1190   if (checkpub(kx))
1191     return;
1192
1193   if (!VALIDP(kx, now)) {
1194     stop(kx);
1195     start(kx, now);
1196   }
1197   T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: processing %s packet from `%s'",
1198            msg < KX_NMSG ? pkname[msg] : "unknown", p_name(kx->p)); )
1199
1200   switch (msg) {
1201     case KX_PRECHAL:
1202       rc = doprechallenge(kx, b);
1203       break;
1204     case KX_CHAL:
1205       rc = dochallenge(kx, b);
1206       break;
1207     case KX_REPLY:
1208       rc = doreply(kx, b);
1209       break;
1210     case KX_SWITCH:
1211       rc = doswitch(kx, b);
1212       break;
1213     case KX_SWITCHOK:
1214       rc = doswitchok(kx, b);
1215       break;
1216     default:
1217       a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "unknown-message", "0x%02x", msg, A_END);
1218       rc = -1;
1219       break;
1220   }
1221
1222   if (rc)
1223     st->n_reject++;
1224   else {
1225     st->n_kxin++;
1226     st->sz_kxin += sz;
1227   }
1228 }
1229
1230 /* --- @kx_free@ --- *
1231  *
1232  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
1233  *
1234  * Returns:     ---
1235  *
1236  * Use:         Frees everything in a key exchange context.
1237  */
1238
1239 void kx_free(keyexch *kx)
1240 {
1241   stop(kx);
1242   km_unref(kx->kpub);
1243   km_unref(kx->kpriv);
1244 }
1245
1246 /* --- @kx_newkeys@ --- *
1247  *
1248  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
1249  *
1250  * Returns:     ---
1251  *
1252  * Use:         Informs the key exchange module that its keys may have
1253  *              changed.  If fetching the new keys fails, the peer will be
1254  *              destroyed, we log messages and struggle along with the old
1255  *              keys.
1256  */
1257
1258 void kx_newkeys(keyexch *kx)
1259 {
1260   kdata *kpriv, *kpub;
1261   unsigned i;
1262   int switchp;
1263   time_t now = time(0);
1264
1265   T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: checking new keys for `%s'",
1266            p_name(kx->p)); )
1267
1268   /* --- Find out whether we can use new keys --- *
1269    *
1270    * Try each available combination of new and old, public and private,
1271    * except both old (which is status quo anyway).  The selection is encoded
1272    * in @i@, with bit 0 for the private key and bit 1 for public key; a set
1273    * bit means to use the old value, and a clear bit means to use the new
1274    * one.
1275    *
1276    * This means that we currently prefer `old private and new public' over
1277    * `new private and old public'.  I'm not sure which way round this should
1278    * actually be.
1279    */
1280
1281   for (i = 0; i < 3; i++) {
1282
1283     /* --- Select the keys we're going to examine --- *
1284      *
1285      * If we're meant to have a new key and don't, then skip this
1286      * combination.
1287      */
1288
1289     T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: checking %s private, %s public",
1290              i & 1 ? "old" : "new", i & 2 ? "old" : "new"); )
1291
1292     if (i & 1) kpriv = kx->kpriv;
1293     else if (kx->kpriv->kn->kd != kx->kpriv) kpriv = kx->kpriv->kn->kd;
1294     else {
1295       T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: private key unchanged, skipping"); )
1296       continue;
1297     }
1298
1299     if (i & 2) kpub = kx->kpub;
1300     else if (kx->kpub->kn->kd != kx->kpub) kpub = kx->kpub->kn->kd;
1301     else {
1302       T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: public key unchanged, skipping"); )
1303       continue;
1304     }
1305
1306     /* --- Skip if either key is expired --- *
1307      *
1308      * We're not going to get far with expired keys, and this simplifies the
1309      * logic below.
1310      */
1311
1312     if (KEY_EXPIRED(now, kx->kpriv->t_exp) ||
1313         KEY_EXPIRED(now, kx->kpub->t_exp)) {
1314       T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: %s expired, skipping",
1315                !KEY_EXPIRED(now, kx->kpriv->t_exp) ? "public key" :
1316                !KEY_EXPIRED(now, kx->kpub->t_exp) ? "private key" :
1317                "both keys"); )
1318       continue;
1319     }
1320
1321     /* --- If the groups don't match then we can't use this pair --- */
1322
1323     if (!km_samealgsp(kpriv, kpub)) {
1324       T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: peer `%s' group mismatch; "
1325                "%s priv `%s' and %s pub `%s'", p_name(kx->p),
1326                i & 1 ? "old" : "new", km_tag(kx->kpriv),
1327                i & 2 ? "old" : "new", km_tag(kx->kpub)); )
1328       continue;
1329     }
1330     goto newkeys;
1331   }
1332   T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: peer `%s' continuing with old keys",
1333            p_name(kx->p)); )
1334   return;
1335
1336   /* --- We've chosen new keys --- *
1337    *
1338    * Switch the new ones into place.  Neither of the keys we're switching to
1339    * is expired (we checked that above), so we should just crank everything
1340    * up.
1341    *
1342    * A complication arises: we don't really want to force a new key exchange
1343    * unless we have to.  If the group is unchanged, and we're currently
1344    * running OK, then we should just let things lie.
1345    */
1346
1347 newkeys:
1348   switchp = ((kx->f & KXF_DEAD) ||
1349              kx->s != KXS_SWITCH ||
1350              !group_samep(kx->kpriv->g, kpriv->g));
1351
1352   T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: peer `%s' adopting "
1353            "%s priv `%s' and %s pub `%s'; %sforcing exchange", p_name(kx->p),
1354            i & 1 ? "old" : "new", km_tag(kx->kpriv),
1355            i & 2 ? "old" : "new", km_tag(kx->kpub),
1356            switchp ? "" : "not "); )
1357
1358   if (switchp) stop(kx);
1359   km_ref(kpriv); km_unref(kx->kpriv); kx->kpriv = kpriv;
1360   km_ref(kpub);  km_unref(kx->kpub);  kx->kpub  = kpub;
1361   kx->f |= KXF_PUBKEY;
1362   if (switchp) {
1363     T( trace(T_KEYEXCH, "keyexch: restarting key negotiation with `%s'",
1364              p_name(kx->p)); )
1365     start(kx, time(0));
1366     resend(kx);
1367   }
1368 }
1369
1370 /* --- @kx_init@ --- *
1371  *
1372  * Arguments:   @keyexch *kx@ = pointer to key exchange context
1373  *              @peer *p@ = pointer to peer context
1374  *              @keyset **ks@ = pointer to keyset list
1375  *              @unsigned f@ = various useful flags
1376  *
1377  * Returns:     Zero if OK, nonzero if it failed.
1378  *
1379  * Use:         Initializes a key exchange module.  The module currently
1380  *              contains no keys, and will attempt to initiate a key
1381  *              exchange.
1382  */
1383
1384 int kx_init(keyexch *kx, peer *p, keyset **ks, unsigned f)
1385 {
1386   if ((kx->kpriv = km_findpriv(p_privtag(p))) == 0) goto fail_0;
1387   if ((kx->kpub = km_findpub(p_tag(p))) == 0) goto fail_1;
1388   if (!group_samep(kx->kpriv->g, kx->kpub->g)) {
1389     a_warn("KX", "?PEER", kx->p, "group-mismatch",
1390            "local-private-key", "%s", p_privtag(p),
1391            "peer-public-key", "%s", p_tag(p),
1392            A_END);
1393     goto fail_2;
1394   }
1395
1396   kx->ks = ks;
1397   kx->p = p;
1398   kx->f = KXF_DEAD | KXF_PUBKEY | f;
1399   if (!(kx->f & KXF_CORK)) {
1400     start(kx, time(0));
1401     resend(kx);
1402     /* Don't notify here: the ADD message hasn't gone out yet. */
1403   }
1404   return (0);
1405
1406 fail_2:
1407   km_unref(kx->kpub);
1408 fail_1:
1409   km_unref(kx->kpriv);
1410 fail_0:
1411   return (-1);
1412 }
1413
1414 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/