src/cipher.cpp

   1 /*
   2  *  anytun
   3  *
   4  *  The secure anycast tunneling protocol (satp) defines a protocol used
   5  *  for communication between any combination of unicast and anycast
   6  *  tunnel endpoints.  It has less protocol overhead than IPSec in Tunnel
   7  *  mode and allows tunneling of every ETHER TYPE protocol (e.g.
   8  *  ethernet, ip, arp ...). satp directly includes cryptography and
   9  *  message authentication based on the methodes used by SRTP.  It is
  10  *  intended to deliver a generic, scaleable and secure solution for
  11  *  tunneling and relaying of packets of any protocol.
  12  *
  13  *
  14  *  Copyright (C) 2007-2009 Othmar Gsenger, Erwin Nindl,
  15  *                          Christian Pointner <satp@wirdorange.org>
  16  *
  17  *  This file is part of Anytun.
  18  *
  19  *  Anytun is free software: you can redistribute it and/or modify
  20  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  21  *  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  22  *  any later version.
  23  *
  24  *  Anytun is distributed in the hope that it will be useful,
  25  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  26  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  27  *  GNU General Public License for more details.
  28  *
  29  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  30  *  along with anytun.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  31  */
  32
  33 #include <stdexcept>
  34 #include <iostream>
  35 #include <string>
  36 #include <cstdio>
  37 #include <cstring>
  38
  39 #include "endian.h"
  40
  41 #include "cipher.h"
  42 #include "log.h"
  43 #include "anytunError.h"
  44
  45 void Cipher::encrypt(KeyDerivation& kd, PlainPacket & in, EncryptedPacket & out, seq_nr_t seq_nr, sender_id_t sender_id, mux_t mux)
  46 {
  47         u_int32_t len = cipher(kd, in, in.getLength(), out.getPayload(), out.getPayloadLength(), seq_nr, sender_id, mux);
  48         out.setSenderId(sender_id);
  49         out.setSeqNr(seq_nr);
  50   out.setMux(mux);
  51         out.setPayloadLength(len);
  52 }
  53
  54 void Cipher::decrypt(KeyDerivation& kd, EncryptedPacket & in, PlainPacket & out)
  55 {
  56         u_int32_t len = decipher(kd, in.getPayload() , in.getPayloadLength(), out, out.getLength(), in.getSeqNr(), in.getSenderId(), in.getMux());
  57         out.setLength(len);
  58 }
  59
  60
  61 //******* NullCipher *******
  62
  63 u_int32_t NullCipher::cipher(KeyDerivation& kd, u_int8_t* in, u_int32_t ilen, u_int8_t* out, u_int32_t olen, seq_nr_t seq_nr, sender_id_t sender_id, mux_t mux)
  64 {
  65         std::memcpy(out, in, (ilen < olen) ? ilen : olen);
  66   return (ilen < olen) ? ilen : olen;
  67 }
  68
  69 u_int32_t NullCipher::decipher(KeyDerivation& kd, u_int8_t* in, u_int32_t ilen, u_int8_t* out, u_int32_t olen, seq_nr_t seq_nr, sender_id_t sender_id, mux_t mux)
  70 {
  71         std::memcpy(out, in, (ilen < olen) ? ilen : olen);
  72   return (ilen < olen) ? ilen : olen;
  73 }
  74
  75 #ifndef NO_CRYPT
  76 //****** AesIcmCipher ******
  77
  78 AesIcmCipher::AesIcmCipher(kd_dir_t d) : Cipher(d), key_(u_int32_t(DEFAULT_KEY_LENGTH/8)), salt_(u_int32_t(SALT_LENGTH))
  79 {
  80   init();
  81 }
  82
  83 AesIcmCipher::AesIcmCipher(kd_dir_t d, u_int16_t key_length) : Cipher(d), key_(u_int32_t(key_length/8)), salt_(u_int32_t(SALT_LENGTH))
  84 {
  85   init(key_length);
  86 }
  87
  88 void AesIcmCipher::init(u_int16_t key_length)
  89 {
  90 #ifndef USE_SSL_CRYPTO
  91   handle_ = NULL;
  92   int algo;
  93   switch(key_length) {
  94   case 128: algo = GCRY_CIPHER_AES128; break;
  95   case 192: algo = GCRY_CIPHER_AES192; break;
  96   case 256: algo = GCRY_CIPHER_AES256; break;
  97   default: {
  98     cLog.msg(Log::PRIO_ERROR) << "AesIcmCipher::AesIcmCipher: cipher key length of " << key_length << " Bits is not supported";
  99     return;
 100   }
 101   }
 102
 103   gcry_error_t err = gcry_cipher_open(&handle_, algo, GCRY_CIPHER_MODE_CTR, 0);
 104   if( err ) {
 105     cLog.msg(Log::PRIO_ERROR) << "AesIcmCipher::AesIcmCipher: Failed to open cipher" << AnytunGpgError(err);
 106   }
 107 #endif
 108 }
 109
 110
 111 AesIcmCipher::~AesIcmCipher()
 112 {
 113 #ifndef USE_SSL_CRYPTO
 114   if(handle_)
 115     gcry_cipher_close(handle_);
 116 #endif
 117 }
 118
 119 u_int32_t AesIcmCipher::cipher(KeyDerivation& kd, u_int8_t* in, u_int32_t ilen, u_int8_t* out, u_int32_t olen, seq_nr_t seq_nr, sender_id_t sender_id, mux_t mux)
 120 {
 121   calc(kd, in, ilen, out, olen, seq_nr, sender_id, mux);
 122   return (ilen < olen) ? ilen : olen;
 123 }
 124
 125 u_int32_t AesIcmCipher::decipher(KeyDerivation& kd, u_int8_t* in, u_int32_t ilen, u_int8_t* out, u_int32_t olen, seq_nr_t seq_nr, sender_id_t sender_id, mux_t mux)
 126 {
 127   calc(kd, in, ilen, out, olen, seq_nr, sender_id, mux);
 128   return (ilen < olen) ? ilen : olen;
 129 }
 130
 131 void AesIcmCipher::calcCtr(KeyDerivation& kd, seq_nr_t seq_nr, sender_id_t sender_id, mux_t mux)
 132 {
 133   kd.generate(dir_, LABEL_SALT, seq_nr, salt_);
 134
 135   std::memcpy(ctr_.salt_.buf_, salt_.getBuf(), SALT_LENGTH);
 136   ctr_.salt_.zero_ = 0;
 137   ctr_.params_.mux_ ^= MUX_T_HTON(mux);
 138   ctr_.params_.sender_id_ ^= SENDER_ID_T_HTON(sender_id);
 139   ctr_.params_.seq_nr_ ^= SEQ_NR_T_HTON(seq_nr);
 140
 141   return;
 142 }
 143
 144 void AesIcmCipher::calc(KeyDerivation& kd, u_int8_t* in, u_int32_t ilen, u_int8_t* out, u_int32_t olen, seq_nr_t seq_nr, sender_id_t sender_id, mux_t mux)
 145 {
 146 #ifndef USE_SSL_CRYPTO
 147   if(!handle_)
 148     return;
 149 #endif
 150
 151   kd.generate(dir_, LABEL_ENC, seq_nr, key_);
 152 #ifdef USE_SSL_CRYPTO
 153   int ret = AES_set_encrypt_key(key_.getBuf(), key_.getLength()*8, &aes_key_);
 154   if(ret) {
 155     cLog.msg(Log::PRIO_ERROR) << "AesIcmCipher: Failed to set cipher ssl key (code: " << ret << ")";
 156     return;
 157   }
 158 #else
 159   gcry_error_t err = gcry_cipher_setkey(handle_, key_.getBuf(), key_.getLength());
 160   if(err) {
 161     cLog.msg(Log::PRIO_ERROR) << "AesIcmCipher: Failed to set cipher key: " << AnytunGpgError(err);
 162     return;
 163   }
 164 #endif
 165
 166   calcCtr(kd, seq_nr, sender_id, mux);
 167
 168 #ifndef USE_SSL_CRYPTO
 169   err = gcry_cipher_setctr(handle_, ctr_.buf_, CTR_LENGTH);
 170   if(err) {
 171     cLog.msg(Log::PRIO_ERROR) << "AesIcmCipher: Failed to set cipher CTR: " << AnytunGpgError(err);
 172     return;
 173   }
 174
 175   err = gcry_cipher_encrypt(handle_, out, olen, in, ilen);
 176   if(err) {
 177     cLog.msg(Log::PRIO_ERROR) << "AesIcmCipher: Failed to de/encrypt packet: " << AnytunGpgError(err);
 178     return;
 179   }
 180 #else
 181   if(CTR_LENGTH != AES_BLOCK_SIZE) {
 182     cLog.msg(Log::PRIO_ERROR) << "AesIcmCipher: Failed to set cipher CTR: size don't fits";
 183     return;
 184   }
 185   unsigned int num = 0;
 186   std::memset(ecount_buf_, 0, AES_BLOCK_SIZE);
 187   AES_ctr128_encrypt(in, out, (ilen < olen) ? ilen : olen, &aes_key_, ctr_.buf_, ecount_buf_, &num);
 188 #endif
 189 }
 190 #endif
 191