vnet: move format_vl_api_address_union() from vpp to vnet
[vpp.git] / src / plugins / ikev2 / ikev2_crypto.c
index c8fed43..3d4ad0a 100644 (file)
@@ -15,9 +15,7 @@
 
 #include <vlib/vlib.h>
 #include <vnet/vnet.h>
-#include <vnet/pg/pg.h>
 #include <vppinfra/error.h>
-#include <vnet/udp/udp.h>
 #include <plugins/ikev2/ikev2.h>
 #include <plugins/ikev2/ikev2_priv.h>
 #include <openssl/obj_mac.h>
@@ -256,27 +254,15 @@ static const char modp_dh_2048_256_generator[] =
 v8 *
 ikev2_calc_prf (ikev2_sa_transform_t * tr, v8 * key, v8 * data)
 {
-#if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x10100000L
-  HMAC_CTX *ctx;
-#else
-  HMAC_CTX ctx;
-#endif
+  ikev2_main_per_thread_data_t *ptd = ikev2_get_per_thread_data ();
+  HMAC_CTX *ctx = ptd->hmac_ctx;
   v8 *prf;
   unsigned int len = 0;
 
   prf = vec_new (u8, tr->key_trunc);
-#if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x10100000L
-  ctx = HMAC_CTX_new ();
   HMAC_Init_ex (ctx, key, vec_len (key), tr->md, NULL);
   HMAC_Update (ctx, data, vec_len (data));
   HMAC_Final (ctx, prf, &len);
-#else
-  HMAC_CTX_init (&ctx);
-  HMAC_Init_ex (&ctx, key, vec_len (key), tr->md, NULL);
-  HMAC_Update (&ctx, data, vec_len (data));
-  HMAC_Final (&ctx, prf, &len);
-  HMAC_CTX_cleanup (&ctx);
-#endif
   ASSERT (len == tr->key_trunc);
 
   return prf;
@@ -327,12 +313,9 @@ ikev2_calc_prfplus (ikev2_sa_transform_t * tr, u8 * key, u8 * seed, int len)
 v8 *
 ikev2_calc_integr (ikev2_sa_transform_t * tr, v8 * key, u8 * data, int len)
 {
+  ikev2_main_per_thread_data_t *ptd = ikev2_get_per_thread_data ();
+  HMAC_CTX *ctx = ptd->hmac_ctx;
   v8 *r;
-#if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x10100000L
-  HMAC_CTX *hctx;
-#else
-  HMAC_CTX hctx;
-#endif
   unsigned int l;
 
   ASSERT (tr->type == IKEV2_TRANSFORM_TYPE_INTEG);
@@ -341,118 +324,176 @@ ikev2_calc_integr (ikev2_sa_transform_t * tr, v8 * key, u8 * data, int len)
 
   if (tr->md == EVP_sha1 ())
     {
-      clib_warning ("integrity checking with sha1");
+      ikev2_elog_debug ("integrity checking with sha1");
     }
   else if (tr->md == EVP_sha256 ())
     {
-      clib_warning ("integrity checking with sha256");
+      ikev2_elog_debug ("integrity checking with sha256");
     }
 
   /* verify integrity of data */
-#if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x10100000L
-  hctx = HMAC_CTX_new ();
-  HMAC_Init_ex (hctx, key, vec_len (key), tr->md, NULL);
-  HMAC_Update (hctx, (const u8 *) data, len);
-  HMAC_Final (hctx, r, &l);
-#else
-  HMAC_CTX_init (&hctx);
-  HMAC_Init_ex (&hctx, key, vec_len (key), tr->md, NULL);
-  HMAC_Update (&hctx, (const u8 *) data, len);
-  HMAC_Final (&hctx, r, &l);
-  HMAC_CTX_cleanup (&hctx);
-#endif
-
+  HMAC_Init_ex (ctx, key, vec_len (key), tr->md, NULL);
+  HMAC_Update (ctx, (const u8 *) data, len);
+  HMAC_Final (ctx, r, &l);
   ASSERT (l == tr->key_len);
 
   return r;
 }
 
-v8 *
-ikev2_decrypt_data (ikev2_sa_t * sa, u8 * data, int len)
+static_always_inline void
+ikev2_init_gcm_nonce (u8 * nonce, u8 * salt, u8 * iv)
 {
-#if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x10100000L
-  EVP_CIPHER_CTX *ctx;
-#else
-  EVP_CIPHER_CTX ctx;
-#endif
-  v8 *r;
-  int out_len = 0, block_size;
-  ikev2_sa_transform_t *tr_encr;
+  clib_memcpy (nonce, salt, IKEV2_GCM_SALT_SIZE);
+  clib_memcpy (nonce + IKEV2_GCM_SALT_SIZE, iv, IKEV2_GCM_IV_SIZE);
+}
+
+int
+ikev2_decrypt_aead_data (ikev2_main_per_thread_data_t * ptd, ikev2_sa_t * sa,
+                        ikev2_sa_transform_t * tr_encr, u8 * data,
+                        int data_len, u8 * aad, u32 aad_len, u8 * tag,
+                        u32 * out_len)
+{
+  EVP_CIPHER_CTX *ctx = ptd->evp_ctx;
+  int len = 0;
   u8 *key = sa->is_initiator ? sa->sk_er : sa->sk_ei;
+  u8 nonce[IKEV2_GCM_NONCE_SIZE];
+
+  if (data_len <= IKEV2_GCM_IV_SIZE)
+    /* runt data */
+    return 0;
+
+  /* extract salt from the end of the key */
+  u8 *salt = key + vec_len (key) - IKEV2_GCM_SALT_SIZE;
+  ikev2_init_gcm_nonce (nonce, salt, data);
+
+  data += IKEV2_GCM_IV_SIZE;
+  data_len -= IKEV2_GCM_IV_SIZE;
+
+  EVP_DecryptInit_ex (ctx, tr_encr->cipher, 0, 0, 0);
+  EVP_CIPHER_CTX_ctrl (ctx, EVP_CTRL_GCM_SET_IVLEN, 12, 0);
+  EVP_DecryptInit_ex (ctx, 0, 0, key, nonce);
+  EVP_DecryptUpdate (ctx, 0, &len, aad, aad_len);
+  EVP_DecryptUpdate (ctx, data, &len, data, data_len);
+  EVP_CIPHER_CTX_ctrl (ctx, EVP_CTRL_GCM_SET_TAG, IKEV2_GCM_ICV_SIZE, tag);
 
-  tr_encr =
-    ikev2_sa_get_td_for_type (sa->r_proposals, IKEV2_TRANSFORM_TYPE_ENCR);
+  if (EVP_DecryptFinal_ex (ctx, data + len, &len) > 0)
+    {
+      *out_len = data_len - data[data_len - 1] - 1;
+      return 1;
+    }
+
+  return 0;
+}
+
+int
+ikev2_decrypt_data (ikev2_main_per_thread_data_t * ptd, ikev2_sa_t * sa,
+                   ikev2_sa_transform_t * tr_encr, u8 * data, int len,
+                   u32 * out_len)
+{
+  EVP_CIPHER_CTX *ctx = ptd->evp_ctx;
+  int tmp_len = 0, block_size;
+  u8 *key = sa->is_initiator ? sa->sk_er : sa->sk_ei;
   block_size = tr_encr->block_size;
+  u8 *iv = data;
 
   /* check if data is multiplier of cipher block size */
   if (len % block_size)
     {
-      clib_warning ("wrong data length");
+      ikev2_elog_error ("wrong data length");
       return 0;
     }
+  data += block_size;
+  len -= block_size;
 
-#if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x10100000L
-  ctx = EVP_CIPHER_CTX_new ();
-#else
-  EVP_CIPHER_CTX_init (&ctx);
-#endif
+  EVP_DecryptInit_ex (ctx, tr_encr->cipher, NULL, key, iv);
+  EVP_CIPHER_CTX_set_padding (ctx, 0);
+  EVP_DecryptUpdate (ctx, data, &tmp_len, data, len);
 
-  r = vec_new (u8, len - block_size);
-
-#if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x10100000L
-  EVP_DecryptInit_ex (ctx, tr_encr->cipher, NULL, key, data);
-  EVP_DecryptUpdate (ctx, r, &out_len, data + block_size, len - block_size);
-  EVP_DecryptFinal_ex (ctx, r + out_len, &out_len);
-#else
-  EVP_DecryptInit_ex (&ctx, tr_encr->cipher, NULL, key, data);
-  EVP_DecryptUpdate (&ctx, r, &out_len, data + block_size, len - block_size);
-  EVP_DecryptFinal_ex (&ctx, r + out_len, &out_len);
-#endif
-  /* remove padding */
-  _vec_len (r) -= r[vec_len (r) - 1] + 1;
+  if (EVP_DecryptFinal_ex (ctx, data + tmp_len, &tmp_len) > 0)
+    {
+      *out_len = len - data[len - 1] - 1;
+      return 1;
+    }
 
-#if OPENSSL_VERSION_NUMBER < 0x10100000L
-  EVP_CIPHER_CTX_cleanup (&ctx);
-#endif
-  return r;
+  return 0;
 }
 
 int
-ikev2_encrypt_data (ikev2_sa_t * sa, v8 * src, u8 * dst)
+ikev2_encrypt_aead_data (ikev2_main_per_thread_data_t * ptd, ikev2_sa_t * sa,
+                        ikev2_sa_transform_t * tr_encr,
+                        v8 * src, u8 * dst, u8 * aad, u32 aad_len, u8 * tag)
 {
-#if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x10100000L
-  EVP_CIPHER_CTX *ctx;
-#else
-  EVP_CIPHER_CTX ctx;
-#endif
-  int out_len;
-  int bs;
-  ikev2_sa_transform_t *tr_encr;
+  EVP_CIPHER_CTX *ctx = ptd->evp_ctx;
+  int out_len = 0, len = 0;
+  u8 nonce[IKEV2_GCM_NONCE_SIZE];
   u8 *key = sa->is_initiator ? sa->sk_ei : sa->sk_er;
+  if (!key)
+    return 0;
+
+  /* generate IV; its length must be 8 octets for aes-gcm (rfc5282) */
+  RAND_bytes (dst, IKEV2_GCM_IV_SIZE);
+  ikev2_init_gcm_nonce (nonce, key + vec_len (key) - IKEV2_GCM_SALT_SIZE,
+                       dst);
+  dst += IKEV2_GCM_IV_SIZE;
+
+  EVP_EncryptInit_ex (ctx, tr_encr->cipher, 0, 0, 0);
+  EVP_CIPHER_CTX_ctrl (ctx, EVP_CTRL_GCM_SET_IVLEN, 12, NULL);
+  EVP_EncryptInit_ex (ctx, 0, 0, key, nonce);
+  EVP_EncryptUpdate (ctx, NULL, &out_len, aad, aad_len);
+  EVP_EncryptUpdate (ctx, dst, &out_len, src, vec_len (src));
+  EVP_EncryptFinal_ex (ctx, dst + out_len, &len);
+  EVP_CIPHER_CTX_ctrl (ctx, EVP_CTRL_GCM_GET_TAG, 16, tag);
+  out_len += len;
+  ASSERT (vec_len (src) == out_len);
+
+  return out_len + IKEV2_GCM_IV_SIZE;
+}
 
-  tr_encr =
-    ikev2_sa_get_td_for_type (sa->r_proposals, IKEV2_TRANSFORM_TYPE_ENCR);
-  bs = tr_encr->block_size;
+int
+ikev2_encrypt_data (ikev2_main_per_thread_data_t * ptd, ikev2_sa_t * sa,
+                   ikev2_sa_transform_t * tr_encr, v8 * src, u8 * dst)
+{
+  EVP_CIPHER_CTX *ctx = ptd->evp_ctx;
+  int out_len = 0, len = 0;
+  int bs = tr_encr->block_size;
+  u8 *key = sa->is_initiator ? sa->sk_ei : sa->sk_er;
+  if (!key)
+    return 0;
 
   /* generate IV */
-  RAND_bytes (dst, bs);
+  u8 *iv = dst;
+  RAND_bytes (iv, bs);
+  dst += bs;
 
-#if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x10100000L
-  ctx = EVP_CIPHER_CTX_new ();
-  EVP_EncryptInit_ex (ctx, tr_encr->cipher, NULL, key, dst /* dst */ );
-  EVP_EncryptUpdate (ctx, dst + bs, &out_len, src, vec_len (src));
-#else
-  EVP_CIPHER_CTX_init (&ctx);
-  EVP_EncryptInit_ex (&ctx, tr_encr->cipher, NULL, key, dst /* dst */ );
-  EVP_EncryptUpdate (&ctx, dst + bs, &out_len, src, vec_len (src));
-  EVP_CIPHER_CTX_cleanup (&ctx);
-#endif
+  EVP_EncryptInit_ex (ctx, tr_encr->cipher, NULL, key, iv);
+  /* disable padding as pad data were added before */
+  EVP_CIPHER_CTX_set_padding (ctx, 0);
+  EVP_EncryptUpdate (ctx, dst, &out_len, src, vec_len (src));
+  EVP_EncryptFinal_ex (ctx, dst + out_len, &len);
 
+  out_len += len;
   ASSERT (vec_len (src) == out_len);
 
   return out_len + bs;
 }
 
+#ifndef BN_bn2binpad
+int
+BN_bn2binpad (const BIGNUM * a, unsigned char *to, int tolen)
+{
+  int r = BN_bn2bin (a, to);
+  ASSERT (tolen >= r);
+  int pad = tolen - r;
+  if (pad)
+    {
+      vec_insert (to, pad, 0);
+      clib_memset (to, 0, pad);
+      vec_dec_len (to, pad);
+    }
+  return tolen;
+}
+#endif
+
 void
 ikev2_generate_dh (ikev2_sa_t * sa, ikev2_sa_transform_t * t)
 {
@@ -481,13 +522,13 @@ ikev2_generate_dh (ikev2_sa_t * sa, ikev2_sa_transform_t * t)
          sa->dh_private_key = vec_new (u8, t->key_len);
 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x10100000L
          DH_get0_key (dh, &pub_key, &priv_key);
-         r = BN_bn2bin (pub_key, sa->i_dh_data);
+         r = BN_bn2binpad (pub_key, sa->i_dh_data, t->key_len);
          ASSERT (r == t->key_len);
-         r = BN_bn2bin (priv_key, sa->dh_private_key);
+         r = BN_bn2binpad (priv_key, sa->dh_private_key, t->key_len);
 #else
-         r = BN_bn2bin (dh->pub_key, sa->i_dh_data);
+         r = BN_bn2binpad (dh->pub_key, sa->i_dh_data, t->key_len);
          ASSERT (r == t->key_len);
-         r = BN_bn2bin (dh->priv_key, sa->dh_private_key);
+         r = BN_bn2binpad (dh->priv_key, sa->dh_private_key, t->key_len);
 #endif
          ASSERT (r == t->key_len);
        }
@@ -496,9 +537,9 @@ ikev2_generate_dh (ikev2_sa_t * sa, ikev2_sa_transform_t * t)
          sa->r_dh_data = vec_new (u8, t->key_len);
 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x10100000L
          DH_get0_key (dh, &pub_key, &priv_key);
-         r = BN_bn2bin (pub_key, sa->r_dh_data);
+         r = BN_bn2binpad (pub_key, sa->r_dh_data, t->key_len);
 #else
-         r = BN_bn2bin (dh->pub_key, sa->r_dh_data);
+         r = BN_bn2binpad (dh->pub_key, sa->r_dh_data, t->key_len);
 #endif
          ASSERT (r == t->key_len);
 
@@ -506,7 +547,14 @@ ikev2_generate_dh (ikev2_sa_t * sa, ikev2_sa_transform_t * t)
          sa->dh_shared_key = vec_new (u8, t->key_len);
          ex = BN_bin2bn (sa->i_dh_data, vec_len (sa->i_dh_data), NULL);
          r = DH_compute_key (sa->dh_shared_key, ex, dh);
-         ASSERT (r == t->key_len);
+         ASSERT (t->key_len >= r);
+         int pad = t->key_len - r;
+         if (pad)
+           {
+             vec_insert (sa->dh_shared_key, pad, 0);
+             clib_memset (sa->dh_shared_key, 0, pad);
+             vec_dec_len (sa->dh_shared_key, pad);
+           }
          BN_clear_free (ex);
        }
       DH_free (dh);
@@ -625,7 +673,14 @@ ikev2_complete_dh (ikev2_sa_t * sa, ikev2_sa_transform_t * t)
       sa->dh_shared_key = vec_new (u8, t->key_len);
       ex = BN_bin2bn (sa->r_dh_data, vec_len (sa->r_dh_data), NULL);
       r = DH_compute_key (sa->dh_shared_key, ex, dh);
-      ASSERT (r == t->key_len);
+      ASSERT (t->key_len >= r);
+      int pad = t->key_len - r;
+      if (pad)
+       {
+         vec_insert (sa->dh_shared_key, pad, 0);
+         clib_memset (sa->dh_shared_key, 0, pad);
+         vec_dec_len (sa->dh_shared_key, pad);
+       }
       BN_clear_free (ex);
       DH_free (dh);
     }
@@ -697,6 +752,7 @@ ikev2_complete_dh (ikev2_sa_t * sa, ikev2_sa_transform_t * t)
 int
 ikev2_verify_sign (EVP_PKEY * pkey, u8 * sigbuf, u8 * data)
 {
+  int verify;
 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x10100000L
   EVP_MD_CTX *md_ctx = EVP_MD_CTX_new ();
 #else
@@ -713,10 +769,13 @@ ikev2_verify_sign (EVP_PKEY * pkey, u8 * sigbuf, u8 * data)
 #endif
 
 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x10100000L
-  return EVP_VerifyFinal (md_ctx, sigbuf, vec_len (sigbuf), pkey);
+  verify = EVP_VerifyFinal (md_ctx, sigbuf, vec_len (sigbuf), pkey);
+  EVP_MD_CTX_free (md_ctx);
 #else
-  return EVP_VerifyFinal (&md_ctx, sigbuf, vec_len (sigbuf), pkey);
+  verify = EVP_VerifyFinal (&md_ctx, sigbuf, vec_len (sigbuf), pkey);
+  EVP_MD_CTX_cleanup (&md_ctx);
 #endif
+  return verify;
 }
 
 u8 *
@@ -726,6 +785,7 @@ ikev2_calc_sign (EVP_PKEY * pkey, u8 * data)
   EVP_MD_CTX *md_ctx = EVP_MD_CTX_new ();
 #else
   EVP_MD_CTX md_ctx;
+  EVP_MD_CTX_init (&md_ctx);
 #endif
   unsigned int sig_len = 0;
   u8 *sign;
@@ -738,6 +798,7 @@ ikev2_calc_sign (EVP_PKEY * pkey, u8 * data)
   sign = vec_new (u8, sig_len);
   /* calc sign */
   EVP_SignFinal (md_ctx, sign, &sig_len, pkey);
+  EVP_MD_CTX_free (md_ctx);
 #else
   EVP_SignInit (&md_ctx, EVP_sha1 ());
   EVP_SignUpdate (&md_ctx, data, vec_len (data));
@@ -746,6 +807,7 @@ ikev2_calc_sign (EVP_PKEY * pkey, u8 * data)
   sign = vec_new (u8, sig_len);
   /* calc sign */
   EVP_SignFinal (&md_ctx, sign, &sig_len, pkey);
+  EVP_MD_CTX_cleanup (&md_ctx);
 #endif
   return sign;
 }
@@ -760,7 +822,7 @@ ikev2_load_cert_file (u8 * file)
   fp = fopen ((char *) file, "r");
   if (!fp)
     {
-      clib_warning ("open %s failed", file);
+      ikev2_log_error ("open %s failed", file);
       goto end;
     }
 
@@ -768,13 +830,14 @@ ikev2_load_cert_file (u8 * file)
   fclose (fp);
   if (x509 == NULL)
     {
-      clib_warning ("read cert %s failed", file);
+      ikev2_log_error ("read cert %s failed", file);
       goto end;
     }
 
   pkey = X509_get_pubkey (x509);
+  X509_free (x509);
   if (pkey == NULL)
-    clib_warning ("get pubkey %s failed", file);
+    ikev2_log_error ("get pubkey %s failed", file);
 
 end:
   return pkey;
@@ -789,14 +852,14 @@ ikev2_load_key_file (u8 * file)
   fp = fopen ((char *) file, "r");
   if (!fp)
     {
-      clib_warning ("open %s failed", file);
+      ikev2_log_error ("open %s failed", file);
       goto end;
     }
 
   pkey = PEM_read_PrivateKey (fp, NULL, NULL, NULL);
   fclose (fp);
   if (pkey == NULL)
-    clib_warning ("read %s failed", file);
+    ikev2_log_error ("read %s failed", file);
 
 end:
   return pkey;
@@ -834,21 +897,21 @@ ikev2_crypto_init (ikev2_main_t * km)
 
   vec_add2 (km->supported_transforms, tr, 1);
   tr->type = IKEV2_TRANSFORM_TYPE_ENCR;
-  tr->encr_type = IKEV2_TRANSFORM_ENCR_TYPE_AES_GCM;
+  tr->encr_type = IKEV2_TRANSFORM_ENCR_TYPE_AES_GCM_16;
   tr->key_len = 256 / 8;
   tr->block_size = 128 / 8;
   tr->cipher = EVP_aes_256_gcm ();
 
   vec_add2 (km->supported_transforms, tr, 1);
   tr->type = IKEV2_TRANSFORM_TYPE_ENCR;
-  tr->encr_type = IKEV2_TRANSFORM_ENCR_TYPE_AES_GCM;
+  tr->encr_type = IKEV2_TRANSFORM_ENCR_TYPE_AES_GCM_16;
   tr->key_len = 192 / 8;
   tr->block_size = 128 / 8;
   tr->cipher = EVP_aes_192_gcm ();
 
   vec_add2 (km->supported_transforms, tr, 1);
   tr->type = IKEV2_TRANSFORM_TYPE_ENCR;
-  tr->encr_type = IKEV2_TRANSFORM_ENCR_TYPE_AES_GCM;
+  tr->encr_type = IKEV2_TRANSFORM_ENCR_TYPE_AES_GCM_16;
   tr->key_len = 128 / 8;
   tr->block_size = 128 / 8;
   tr->cipher = EVP_aes_128_gcm ();