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) 2007-2008 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 version 3 as
  21  *  published by the Free Software Foundation.
  22  *
  23  *  Anytun is distributed in the hope that it will be useful,
  24  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  25  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  26  *  GNU General Public License for more details.
  27  *
  28  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  29  *  along with anytun.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  30  */
  31
  32 #include <stdexcept>
  33 #include <iostream>
  34 #include <string>
  35 #include <cstdio>
  36 #include <cstring>
  37
  38 #include "endian.h"
  39
  40 #include "cipher.h"
  41 #include "log.h"
  42 #include "anytunError.h"
  43
  44 void Cipher::encrypt(KeyDerivation& kd, PlainPacket & in, EncryptedPacket & out, seq_nr_t seq_nr, sender_id_t sender_id, mux_t mux)
  45 {
  46         u_int32_t len = cipher(kd, in, in.getLength(), out.getPayload(), out.getPayloadLength(), seq_nr, sender_id, mux);
  47         out.setSenderId(sender_id);
  48         out.setSeqNr(seq_nr);
  49   out.setMux(mux);
  50         out.setPayloadLength(len);
  51 }
  52
  53 void Cipher::decrypt(KeyDerivation& kd, EncryptedPacket & in, PlainPacket & out)
  54 {
  55         u_int32_t len = decipher(kd, in.getPayload() , in.getPayloadLength(), out, out.getLength(), in.getSeqNr(), in.getSenderId(), in.getMux());
  56         out.setLength(len);
  57 }
  58
  59
  60 //******* NullCipher *******
  61
  62 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)
  63 {
  64         std::memcpy(out, in, (ilen < olen) ? ilen : olen);
  65   return (ilen < olen) ? ilen : olen;
  66 }
  67
  68 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)
  69 {
  70         std::memcpy(out, in, (ilen < olen) ? ilen : olen);
  71   return (ilen < olen) ? ilen : olen;
  72 }
  73
  74 #ifndef NO_CRYPT
  75 //****** AesIcmCipher ******
  76
  77 AesIcmCipher::AesIcmCipher(kd_dir_t d) : Cipher(d), key_(u_int32_t(DEFAULT_KEY_LENGTH/8)), salt_(u_int32_t(SALT_LENGTH))
  78 {
  79   init();
  80 }
  81
  82 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))
  83 {
  84   init(key_length);
  85 }
  86
  87 void AesIcmCipher::init(u_int16_t key_length)
  88 {
  89 #ifndef USE_SSL_CRYPTO
  90   handle_ = NULL;
  91   int algo;
  92   switch(key_length) {
  93   case 128: algo = GCRY_CIPHER_AES128; break;
  94   case 192: algo = GCRY_CIPHER_AES192; break;
  95   case 256: algo = GCRY_CIPHER_AES256; break;
  96   default: {
  97     cLog.msg(Log::PRIO_ERROR) << "AesIcmCipher::AesIcmCipher: cipher key length of " << key_length << " Bits is not supported";
  98     return;
  99   }
 100   }
 101
 102   gcry_error_t err = gcry_cipher_open(&handle_, algo, GCRY_CIPHER_MODE_CTR, 0);
 103   if( err ) {
 104     cLog.msg(Log::PRIO_ERROR) << "AesIcmCipher::AesIcmCipher: Failed to open cipher" << AnytunGpgError(err);
 105   }
 106 #endif
 107 }
 108
 109
 110 AesIcmCipher::~AesIcmCipher()
 111 {
 112 #ifndef USE_SSL_CRYPTO
 113   if(handle_)
 114     gcry_cipher_close(handle_);
 115 #endif
 116 }
 117
 118 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)
 119 {
 120   calc(kd, in, ilen, out, olen, seq_nr, sender_id, mux);
 121   return (ilen < olen) ? ilen : olen;
 122 }
 123
 124 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)
 125 {
 126   calc(kd, in, ilen, out, olen, seq_nr, sender_id, mux);
 127   return (ilen < olen) ? ilen : olen;
 128 }
 129
 130 void AesIcmCipher::calcCtr(KeyDerivation& kd, seq_nr_t seq_nr, sender_id_t sender_id, mux_t mux)
 131 {
 132   kd.generate(dir_, LABEL_SALT, seq_nr, salt_);
 133
 134   std::memcpy(ctr_.salt_.buf_, salt_.getBuf(), SALT_LENGTH);
 135   ctr_.salt_.zero_ = 0;
 136   ctr_.params_.mux_ ^= MUX_T_HTON(mux);
 137   ctr_.params_.sender_id_ ^= SENDER_ID_T_HTON(sender_id);
 138   ctr_.params_.seq_nr_ ^= SEQ_NR_T_HTON(seq_nr);
 139
 140   return;
 141 }
 142
 143 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)
 144 {
 145 #ifndef USE_SSL_CRYPTO
 146   if(!handle_)
 147     return;
 148 #endif
 149
 150   kd.generate(dir_, LABEL_ENC, seq_nr, key_);
 151 #ifdef USE_SSL_CRYPTO
 152   int ret = AES_set_encrypt_key(key_.getBuf(), key_.getLength()*8, &aes_key_);
 153   if(ret) {
 154     cLog.msg(Log::PRIO_ERROR) << "AesIcmCipher: Failed to set cipher ssl key (code: " << ret << ")";
 155     return;
 156   }
 157 #else
 158   gcry_error_t err = gcry_cipher_setkey(handle_, key_.getBuf(), key_.getLength());
 159   if(err) {
 160     cLog.msg(Log::PRIO_ERROR) << "AesIcmCipher: Failed to set cipher key: " << AnytunGpgError(err);
 161     return;
 162   }
 163 #endif
 164
 165   calcCtr(kd, seq_nr, sender_id, mux);
 166
 167 #ifndef USE_SSL_CRYPTO
 168   err = gcry_cipher_setctr(handle_, ctr_.buf_, CTR_LENGTH);
 169   if(err) {
 170     cLog.msg(Log::PRIO_ERROR) << "AesIcmCipher: Failed to set cipher CTR: " << AnytunGpgError(err);
 171     return;
 172   }
 173
 174   err = gcry_cipher_encrypt(handle_, out, olen, in, ilen);
 175   if(err) {
 176     cLog.msg(Log::PRIO_ERROR) << "AesIcmCipher: Failed to de/encrypt packet: " << AnytunGpgError(err);
 177     return;
 178   }
 179 #else
 180   if(CTR_LENGTH != AES_BLOCK_SIZE) {
 181     cLog.msg(Log::PRIO_ERROR) << "AesIcmCipher: Failed to set cipher CTR: size don't fits";
 182     return;
 183   }
 184   unsigned int num = 0;
 185   std::memset(ecount_buf_, 0, AES_BLOCK_SIZE);
 186   AES_ctr128_encrypt(in, out, (ilen < olen) ? ilen : olen, &aes_key_, ctr_.buf_, ecount_buf_, &num);
 187 #endif
 188 }
 189 #endif
 190