sys/netipsec/xform_ah.c

   1 /*      $FreeBSD$       */
   2 /*      $OpenBSD: ip_ah.c,v 1.63 2001/06/26 06:18:58 angelos Exp $ */
   3 /*-
   4  * The authors of this code are John Ioannidis (ji@tla.org),
   5  * Angelos D. Keromytis (kermit@csd.uch.gr) and
   6  * Niels Provos (provos@physnet.uni-hamburg.de).
   7  *
   8  * The original version of this code was written by John Ioannidis
   9  * for BSD/OS in Athens, Greece, in November 1995.
  10  *
  11  * Ported to OpenBSD and NetBSD, with additional transforms, in December 1996,
  12  * by Angelos D. Keromytis.
  13  *
  14  * Additional transforms and features in 1997 and 1998 by Angelos D. Keromytis
  15  * and Niels Provos.
  16  *
  17  * Additional features in 1999 by Angelos D. Keromytis and Niklas Hallqvist.
  18  *
  19  * Copyright (c) 1995, 1996, 1997, 1998, 1999 by John Ioannidis,
  20  * Angelos D. Keromytis and Niels Provos.
  21  * Copyright (c) 1999 Niklas Hallqvist.
  22  * Copyright (c) 2001 Angelos D. Keromytis.
  23  *
  24  * Permission to use, copy, and modify this software with or without fee
  25  * is hereby granted, provided that this entire notice is included in
  26  * all copies of any software which is or includes a copy or
  27  * modification of this software.
  28  * You may use this code under the GNU public license if you so wish. Please
  29  * contribute changes back to the authors under this freer than GPL license
  30  * so that we may further the use of strong encryption without limitations to
  31  * all.
  32  *
  33  * THIS SOFTWARE IS BEING PROVIDED "AS IS", WITHOUT ANY EXPRESS OR
  34  * IMPLIED WARRANTY. IN PARTICULAR, NONE OF THE AUTHORS MAKES ANY
  35  * REPRESENTATION OR WARRANTY OF ANY KIND CONCERNING THE
  36  * MERCHANTABILITY OF THIS SOFTWARE OR ITS FITNESS FOR ANY PARTICULAR
  37  * PURPOSE.
  38  */
  39 #include "opt_inet.h"
  40 #include "opt_inet6.h"
  41
  42 #include <sys/param.h>
  43 #include <sys/systm.h>
  44 #include <sys/mbuf.h>
  45 #include <sys/socket.h>
  46 #include <sys/syslog.h>
  47 #include <sys/kernel.h>
  48 #include <sys/lock.h>
  49 #include <sys/mutex.h>
  50 #include <sys/sysctl.h>
  51
  52 #include <net/if.h>
  53 #include <net/vnet.h>
  54
  55 #include <netinet/in.h>
  56 #include <netinet/in_systm.h>
  57 #include <netinet/ip.h>
  58 #include <netinet/ip_ecn.h>
  59 #include <netinet/ip6.h>
  60
  61 #include <netipsec/ipsec.h>
  62 #include <netipsec/ah.h>
  63 #include <netipsec/ah_var.h>
  64 #include <netipsec/xform.h>
  65
  66 #ifdef INET6
  67 #include <netinet6/ip6_var.h>
  68 #include <netipsec/ipsec6.h>
  69 #include <netinet6/ip6_ecn.h>
  70 #endif
  71
  72 #include <netipsec/key.h>
  73 #include <netipsec/key_debug.h>
  74
  75 #include <opencrypto/cryptodev.h>
  76
  77 /*
  78  * Return header size in bytes.  The old protocol did not support
  79  * the replay counter; the new protocol always includes the counter.
  80  */
  81 #define HDRSIZE(sav) \
  82         (((sav)->flags & SADB_X_EXT_OLD) ? \
  83                 sizeof (struct ah) : sizeof (struct ah) + sizeof (u_int32_t))
  84 /*
  85  * Return authenticator size in bytes, based on a field in the
  86  * algorithm descriptor.
  87  */
  88 #define AUTHSIZE(sav)   ((sav->flags & SADB_X_EXT_OLD) ? 16 :   \
  89                          xform_ah_authsize((sav)->tdb_authalgxform))
  90
  91 VNET_DEFINE(int, ah_enable) = 1;        /* control flow of packets with AH */
  92 VNET_DEFINE(int, ah_cleartos) = 1;      /* clear ip_tos when doing AH calc */
  93 VNET_PCPUSTAT_DEFINE(struct ahstat, ahstat);
  94 VNET_PCPUSTAT_SYSINIT(ahstat);
  95
  96 #ifdef VIMAGE
  97 VNET_PCPUSTAT_SYSUNINIT(ahstat);
  98 #endif /* VIMAGE */
  99
 100 #ifdef INET
 101 SYSCTL_DECL(_net_inet_ah);
 102 SYSCTL_INT(_net_inet_ah, OID_AUTO, ah_enable,
 103         CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW, &VNET_NAME(ah_enable), 0, "");
 104 SYSCTL_INT(_net_inet_ah, OID_AUTO, ah_cleartos,
 105         CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW, &VNET_NAME(ah_cleartos), 0, "");
 106 SYSCTL_VNET_PCPUSTAT(_net_inet_ah, IPSECCTL_STATS, stats, struct ahstat,
 107     ahstat, "AH statistics (struct ahstat, netipsec/ah_var.h)");
 108 #endif
 109
 110 static unsigned char ipseczeroes[256];  /* larger than an ip6 extension hdr */
 111 static struct timeval md5warn, ripewarn, kpdkmd5warn, kpdksha1warn;
 112
 113 static int ah_input_cb(struct cryptop*);
 114 static int ah_output_cb(struct cryptop*);
 115
 116 int
 117 xform_ah_authsize(const struct auth_hash *esph)
 118 {
 119         int alen;
 120
 121         if (esph == NULL)
 122                 return 0;
 123
 124         switch (esph->type) {
 125         case CRYPTO_SHA2_256_HMAC:
 126         case CRYPTO_SHA2_384_HMAC:
 127         case CRYPTO_SHA2_512_HMAC:
 128                 alen = esph->hashsize / 2;      /* RFC4868 2.3 */
 129                 break;
 130
 131         case CRYPTO_AES_128_NIST_GMAC:
 132         case CRYPTO_AES_192_NIST_GMAC:
 133         case CRYPTO_AES_256_NIST_GMAC:
 134                 alen = esph->hashsize;
 135                 break;
 136
 137         default:
 138                 alen = AH_HMAC_HASHLEN;
 139                 break;
 140         }
 141
 142         return alen;
 143 }
 144
 145 size_t
 146 ah_hdrsiz(struct secasvar *sav)
 147 {
 148         size_t size;
 149
 150         if (sav != NULL) {
 151                 int authsize, rplen, align;
 152
 153                 IPSEC_ASSERT(sav->tdb_authalgxform != NULL, ("null xform"));
 154                 /*XXX not right for null algorithm--does it matter??*/
 155
 156                 /* RFC4302: use the correct alignment. */
 157                 align = sizeof(uint32_t);
 158 #ifdef INET6
 159                 if (sav->sah->saidx.dst.sa.sa_family == AF_INET6) {
 160                         align = sizeof(uint64_t);
 161                 }
 162 #endif
 163                 rplen = HDRSIZE(sav);
 164                 authsize = AUTHSIZE(sav);
 165                 size = roundup(rplen + authsize, align);
 166         } else {
 167                 /* default guess */
 168                 size = sizeof (struct ah) + sizeof (u_int32_t) + 16;
 169         }
 170         return size;
 171 }
 172
 173 /*
 174  * NB: public for use by esp_init.
 175  */
 176 int
 177 ah_init0(struct secasvar *sav, struct xformsw *xsp, struct cryptoini *cria)
 178 {
 179         const struct auth_hash *thash;
 180         int keylen;
 181
 182         thash = auth_algorithm_lookup(sav->alg_auth);
 183         if (thash == NULL) {
 184                 DPRINTF(("%s: unsupported authentication algorithm %u\n",
 185                         __func__, sav->alg_auth));
 186                 return EINVAL;
 187         }
 188
 189         switch (sav->alg_auth) {
 190         case SADB_AALG_MD5HMAC:
 191                 if (ratecheck(&md5warn, &ipsec_warn_interval))
 192                         gone_in(13, "MD5-HMAC authenticator for IPsec");
 193                 break;
 194         case SADB_X_AALG_RIPEMD160HMAC:
 195                 if (ratecheck(&ripewarn, &ipsec_warn_interval))
 196                         gone_in(13, "RIPEMD160-HMAC authenticator for IPsec");
 197                 break;
 198         case SADB_X_AALG_MD5:
 199                 if (ratecheck(&kpdkmd5warn, &ipsec_warn_interval))
 200                         gone_in(13, "Keyed-MD5 authenticator for IPsec");
 201                 break;
 202         case SADB_X_AALG_SHA:
 203                 if (ratecheck(&kpdksha1warn, &ipsec_warn_interval))
 204                         gone_in(13, "Keyed-SHA1 authenticator for IPsec");
 205                 break;
 206         }
 207
 208         /*
 209          * Verify the replay state block allocation is consistent with
 210          * the protocol type.  We check here so we can make assumptions
 211          * later during protocol processing.
 212          */
 213         /* NB: replay state is setup elsewhere (sigh) */
 214         if (((sav->flags&SADB_X_EXT_OLD) == 0) ^ (sav->replay != NULL)) {
 215                 DPRINTF(("%s: replay state block inconsistency, "
 216                         "%s algorithm %s replay state\n", __func__,
 217                         (sav->flags & SADB_X_EXT_OLD) ? "old" : "new",
 218                         sav->replay == NULL ? "without" : "with"));
 219                 return EINVAL;
 220         }
 221         if (sav->key_auth == NULL) {
 222                 DPRINTF(("%s: no authentication key for %s algorithm\n",
 223                         __func__, thash->name));
 224                 return EINVAL;
 225         }
 226         keylen = _KEYLEN(sav->key_auth);
 227         if (keylen > thash->keysize && thash->keysize != 0) {
 228                 DPRINTF(("%s: invalid keylength %d, algorithm %s requires "
 229                         "keysize less than %d\n", __func__,
 230                          keylen, thash->name, thash->keysize));
 231                 return EINVAL;
 232         }
 233
 234         sav->tdb_xform = xsp;
 235         sav->tdb_authalgxform = thash;
 236
 237         /* Initialize crypto session. */
 238         bzero(cria, sizeof (*cria));
 239         cria->cri_alg = sav->tdb_authalgxform->type;
 240         cria->cri_klen = _KEYBITS(sav->key_auth);
 241         cria->cri_key = sav->key_auth->key_data;
 242         cria->cri_mlen = AUTHSIZE(sav);
 243
 244         return 0;
 245 }
 246
 247 /*
 248  * ah_init() is called when an SPI is being set up.
 249  */
 250 static int
 251 ah_init(struct secasvar *sav, struct xformsw *xsp)
 252 {
 253         struct cryptoini cria;
 254         int error;
 255
 256         error = ah_init0(sav, xsp, &cria);
 257         return error ? error :
 258                  crypto_newsession(&sav->tdb_cryptoid, &cria, V_crypto_support);
 259 }
 260
 261 /*
 262  * Paranoia.
 263  *
 264  * NB: public for use by esp_zeroize (XXX).
 265  */
 266 int
 267 ah_zeroize(struct secasvar *sav)
 268 {
 269
 270         if (sav->key_auth)
 271                 bzero(sav->key_auth->key_data, _KEYLEN(sav->key_auth));
 272
 273         crypto_freesession(sav->tdb_cryptoid);
 274         sav->tdb_cryptoid = NULL;
 275         sav->tdb_authalgxform = NULL;
 276         sav->tdb_xform = NULL;
 277         return 0;
 278 }
 279
 280 /*
 281  * Massage IPv4/IPv6 headers for AH processing.
 282  */
 283 static int
 284 ah_massage_headers(struct mbuf **m0, int proto, int skip, int alg, int out)
 285 {
 286         struct mbuf *m = *m0;
 287         unsigned char *ptr;
 288         int off, count;
 289
 290 #ifdef INET
 291         struct ip *ip;
 292 #endif /* INET */
 293
 294 #ifdef INET6
 295         struct ip6_ext *ip6e;
 296         struct ip6_hdr ip6;
 297         int ad, alloc, nxt, noff;
 298 #endif /* INET6 */
 299
 300         switch (proto) {
 301 #ifdef INET
 302         case AF_INET:
 303                 /*
 304                  * This is the least painful way of dealing with IPv4 header
 305                  * and option processing -- just make sure they're in
 306                  * contiguous memory.
 307                  */
 308                 *m0 = m = m_pullup(m, skip);
 309                 if (m == NULL) {
 310                         DPRINTF(("%s: m_pullup failed\n", __func__));
 311                         return ENOBUFS;
 312                 }
 313
 314                 /* Fix the IP header */
 315                 ip = mtod(m, struct ip *);
 316                 if (V_ah_cleartos)
 317                         ip->ip_tos = 0;
 318                 ip->ip_ttl = 0;
 319                 ip->ip_sum = 0;
 320
 321                 if (alg == CRYPTO_MD5_KPDK || alg == CRYPTO_SHA1_KPDK)
 322                         ip->ip_off &= htons(IP_DF);
 323                 else
 324                         ip->ip_off = htons(0);
 325
 326                 ptr = mtod(m, unsigned char *);
 327
 328                 /* IPv4 option processing */
 329                 for (off = sizeof(struct ip); off < skip;) {
 330                         if (ptr[off] == IPOPT_EOL || ptr[off] == IPOPT_NOP ||
 331                             off + 1 < skip)
 332                                 ;
 333                         else {
 334                                 DPRINTF(("%s: illegal IPv4 option length for "
 335                                         "option %d\n", __func__, ptr[off]));
 336
 337                                 m_freem(m);
 338                                 return EINVAL;
 339                         }
 340
 341                         switch (ptr[off]) {
 342                         case IPOPT_EOL:
 343                                 off = skip;  /* End the loop. */
 344                                 break;
 345
 346                         case IPOPT_NOP:
 347                                 off++;
 348                                 break;
 349
 350                         case IPOPT_SECURITY:    /* 0x82 */
 351                         case 0x85:      /* Extended security. */
 352                         case 0x86:      /* Commercial security. */
 353                         case 0x94:      /* Router alert */
 354                         case 0x95:      /* RFC1770 */
 355                                 /* Sanity check for option length. */
 356                                 if (ptr[off + 1] < 2) {
 357                                         DPRINTF(("%s: illegal IPv4 option "
 358                                                 "length for option %d\n",
 359                                                 __func__, ptr[off]));
 360
 361                                         m_freem(m);
 362                                         return EINVAL;
 363                                 }
 364
 365                                 off += ptr[off + 1];
 366                                 break;
 367
 368                         case IPOPT_LSRR:
 369                         case IPOPT_SSRR:
 370                                 /* Sanity check for option length. */
 371                                 if (ptr[off + 1] < 2) {
 372                                         DPRINTF(("%s: illegal IPv4 option "
 373                                                 "length for option %d\n",
 374                                                 __func__, ptr[off]));
 375
 376                                         m_freem(m);
 377                                         return EINVAL;
 378                                 }
 379
 380                                 /*
 381                                  * On output, if we have either of the
 382                                  * source routing options, we should
 383                                  * swap the destination address of the
 384                                  * IP header with the last address
 385                                  * specified in the option, as that is
 386                                  * what the destination's IP header
 387                                  * will look like.
 388                                  */
 389                                 if (out)
 390                                         bcopy(ptr + off + ptr[off + 1] -
 391                                             sizeof(struct in_addr),
 392                                             &(ip->ip_dst), sizeof(struct in_addr));
 393
 394                                 /* Fall through */
 395                         default:
 396                                 /* Sanity check for option length. */
 397                                 if (ptr[off + 1] < 2) {
 398                                         DPRINTF(("%s: illegal IPv4 option "
 399                                                 "length for option %d\n",
 400                                                 __func__, ptr[off]));
 401                                         m_freem(m);
 402                                         return EINVAL;
 403                                 }
 404
 405                                 /* Zeroize all other options. */
 406                                 count = ptr[off + 1];
 407                                 bcopy(ipseczeroes, ptr + off, count);
 408                                 off += count;
 409                                 break;
 410                         }
 411
 412                         /* Sanity check. */
 413                         if (off > skip) {
 414                                 DPRINTF(("%s: malformed IPv4 options header\n",
 415                                         __func__));
 416
 417                                 m_freem(m);
 418                                 return EINVAL;
 419                         }
 420                 }
 421
 422                 break;
 423 #endif /* INET */
 424
 425 #ifdef INET6
 426         case AF_INET6:  /* Ugly... */
 427                 /* Copy and "cook" the IPv6 header. */
 428                 m_copydata(m, 0, sizeof(ip6), (caddr_t) &ip6);
 429
 430                 /* We don't do IPv6 Jumbograms. */
 431                 if (ip6.ip6_plen == 0) {
 432                         DPRINTF(("%s: unsupported IPv6 jumbogram\n", __func__));
 433                         m_freem(m);
 434                         return EMSGSIZE;
 435                 }
 436
 437                 ip6.ip6_flow = 0;
 438                 ip6.ip6_hlim = 0;
 439                 ip6.ip6_vfc &= ~IPV6_VERSION_MASK;
 440                 ip6.ip6_vfc |= IPV6_VERSION;
 441
 442                 /* Scoped address handling. */
 443                 if (IN6_IS_SCOPE_LINKLOCAL(&ip6.ip6_src))
 444                         ip6.ip6_src.s6_addr16[1] = 0;
 445                 if (IN6_IS_SCOPE_LINKLOCAL(&ip6.ip6_dst))
 446                         ip6.ip6_dst.s6_addr16[1] = 0;
 447
 448                 /* Done with IPv6 header. */
 449                 m_copyback(m, 0, sizeof(struct ip6_hdr), (caddr_t) &ip6);
 450
 451                 /* Let's deal with the remaining headers (if any). */
 452                 if (skip - sizeof(struct ip6_hdr) > 0) {
 453                         if (m->m_len <= skip) {
 454                                 ptr = (unsigned char *) malloc(
 455                                     skip - sizeof(struct ip6_hdr),
 456                                     M_XDATA, M_NOWAIT);
 457                                 if (ptr == NULL) {
 458                                         DPRINTF(("%s: failed to allocate memory"
 459                                                 "for IPv6 headers\n",__func__));
 460                                         m_freem(m);
 461                                         return ENOBUFS;
 462                                 }
 463
 464                                 /*
 465                                  * Copy all the protocol headers after
 466                                  * the IPv6 header.
 467                                  */
 468                                 m_copydata(m, sizeof(struct ip6_hdr),
 469                                     skip - sizeof(struct ip6_hdr), ptr);
 470                                 alloc = 1;
 471                         } else {
 472                                 /* No need to allocate memory. */
 473                                 ptr = mtod(m, unsigned char *) +
 474                                     sizeof(struct ip6_hdr);
 475                                 alloc = 0;
 476                         }
 477                 } else
 478                         break;
 479
 480                 nxt = ip6.ip6_nxt & 0xff; /* Next header type. */
 481
 482                 for (off = 0; off < skip - sizeof(struct ip6_hdr);)
 483                         switch (nxt) {
 484                         case IPPROTO_HOPOPTS:
 485                         case IPPROTO_DSTOPTS:
 486                                 ip6e = (struct ip6_ext *)(ptr + off);
 487                                 noff = off + ((ip6e->ip6e_len + 1) << 3);
 488
 489                                 /* Sanity check. */
 490                                 if (noff > skip - sizeof(struct ip6_hdr))
 491                                         goto error6;
 492
 493                                 /*
 494                                  * Zero out mutable options.
 495                                  */
 496                                 for (count = off + sizeof(struct ip6_ext);
 497                                      count < noff;) {
 498                                         if (ptr[count] == IP6OPT_PAD1) {
 499                                                 count++;
 500                                                 continue; /* Skip padding. */
 501                                         }
 502
 503                                         ad = ptr[count + 1] + 2;
 504                                         if (count + ad > noff)
 505                                                 goto error6;
 506
 507                                         if (ptr[count] & IP6OPT_MUTABLE)
 508                                                 memset(ptr + count, 0, ad);
 509                                         count += ad;
 510                                 }
 511
 512                                 if (count != noff)
 513                                         goto error6;
 514
 515                                 /* Advance. */
 516                                 off += ((ip6e->ip6e_len + 1) << 3);
 517                                 nxt = ip6e->ip6e_nxt;
 518                                 break;
 519
 520                         case IPPROTO_ROUTING:
 521                                 /*
 522                                  * Always include routing headers in
 523                                  * computation.
 524                                  */
 525                                 ip6e = (struct ip6_ext *) (ptr + off);
 526                                 off += ((ip6e->ip6e_len + 1) << 3);
 527                                 nxt = ip6e->ip6e_nxt;
 528                                 break;
 529
 530                         default:
 531                                 DPRINTF(("%s: unexpected IPv6 header type %d",
 532                                         __func__, off));
 533 error6:
 534                                 if (alloc)
 535                                         free(ptr, M_XDATA);
 536                                 m_freem(m);
 537                                 return EINVAL;
 538                         }
 539
 540                 /* Copyback and free, if we allocated. */
 541                 if (alloc) {
 542                         m_copyback(m, sizeof(struct ip6_hdr),
 543                             skip - sizeof(struct ip6_hdr), ptr);
 544                         free(ptr, M_XDATA);
 545                 }
 546
 547                 break;
 548 #endif /* INET6 */
 549         }
 550
 551         return 0;
 552 }
 553
 554 /*
 555  * ah_input() gets called to verify that an input packet
 556  * passes authentication.
 557  */
 558 static int
 559 ah_input(struct mbuf *m, struct secasvar *sav, int skip, int protoff)
 560 {
 561         IPSEC_DEBUG_DECLARE(char buf[128]);
 562         const struct auth_hash *ahx;
 563         struct cryptodesc *crda;
 564         struct cryptop *crp;
 565         struct xform_data *xd;
 566         struct newah *ah;
 567         crypto_session_t cryptoid;
 568         int hl, rplen, authsize, ahsize, error;
 569
 570         IPSEC_ASSERT(sav != NULL, ("null SA"));
 571         IPSEC_ASSERT(sav->key_auth != NULL, ("null authentication key"));
 572         IPSEC_ASSERT(sav->tdb_authalgxform != NULL,
 573                 ("null authentication xform"));
 574
 575         /* Figure out header size. */
 576         rplen = HDRSIZE(sav);
 577
 578         if (m->m_len < skip + rplen) {
 579                 m = m_pullup(m, skip + rplen);
 580                 if (m == NULL) {
 581                         DPRINTF(("ah_input: cannot pullup header\n"));
 582                         AHSTAT_INC(ahs_hdrops);         /*XXX*/
 583                         error = ENOBUFS;
 584                         goto bad;
 585                 }
 586         }
 587         ah = (struct newah *)(mtod(m, caddr_t) + skip);
 588
 589         /* Check replay window, if applicable. */
 590         SECASVAR_LOCK(sav);
 591         if (sav->replay != NULL && sav->replay->wsize != 0 &&
 592             ipsec_chkreplay(ntohl(ah->ah_seq), sav) == 0) {
 593                 SECASVAR_UNLOCK(sav);
 594                 AHSTAT_INC(ahs_replay);
 595                 DPRINTF(("%s: packet replay failure: %s\n", __func__,
 596                     ipsec_sa2str(sav, buf, sizeof(buf))));
 597                 error = EACCES;
 598                 goto bad;
 599         }
 600         cryptoid = sav->tdb_cryptoid;
 601         SECASVAR_UNLOCK(sav);
 602
 603         /* Verify AH header length. */
 604         hl = sizeof(struct ah) + (ah->ah_len * sizeof (u_int32_t));
 605         ahx = sav->tdb_authalgxform;
 606         authsize = AUTHSIZE(sav);
 607         ahsize = ah_hdrsiz(sav);
 608         if (hl != ahsize) {
 609                 DPRINTF(("%s: bad authenticator length %u (expecting %lu)"
 610                     " for packet in SA %s/%08lx\n", __func__, hl,
 611                     (u_long)ahsize,
 612                     ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf, sizeof(buf)),
 613                     (u_long) ntohl(sav->spi)));
 614                 AHSTAT_INC(ahs_badauthl);
 615                 error = EACCES;
 616                 goto bad;
 617         }
 618         if (skip + ahsize > m->m_pkthdr.len) {
 619                 DPRINTF(("%s: bad mbuf length %u (expecting %lu)"
 620                     " for packet in SA %s/%08lx\n", __func__,
 621                     m->m_pkthdr.len, (u_long)(skip + ahsize),
 622                     ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf, sizeof(buf)),
 623                     (u_long) ntohl(sav->spi)));
 624                 AHSTAT_INC(ahs_badauthl);
 625                 error = EACCES;
 626                 goto bad;
 627         }
 628         AHSTAT_ADD(ahs_ibytes, m->m_pkthdr.len - skip - hl);
 629
 630         /* Get crypto descriptors. */
 631         crp = crypto_getreq(1);
 632         if (crp == NULL) {
 633                 DPRINTF(("%s: failed to acquire crypto descriptor\n",
 634                     __func__));
 635                 AHSTAT_INC(ahs_crypto);
 636                 error = ENOBUFS;
 637                 goto bad;
 638         }
 639
 640         crda = crp->crp_desc;
 641         IPSEC_ASSERT(crda != NULL, ("null crypto descriptor"));
 642
 643         crda->crd_skip = 0;
 644         crda->crd_len = m->m_pkthdr.len;
 645         crda->crd_inject = skip + rplen;
 646
 647         /* Authentication operation. */
 648         crda->crd_alg = ahx->type;
 649         crda->crd_klen = _KEYBITS(sav->key_auth);
 650         crda->crd_key = sav->key_auth->key_data;
 651
 652         /* Allocate IPsec-specific opaque crypto info. */
 653         xd = malloc(sizeof(*xd) + skip + rplen + authsize, M_XDATA,
 654             M_NOWAIT | M_ZERO);
 655         if (xd == NULL) {
 656                 DPRINTF(("%s: failed to allocate xform_data\n", __func__));
 657                 AHSTAT_INC(ahs_crypto);
 658                 crypto_freereq(crp);
 659                 error = ENOBUFS;
 660                 goto bad;
 661         }
 662
 663         /*
 664          * Save the authenticator, the skipped portion of the packet,
 665          * and the AH header.
 666          */
 667         m_copydata(m, 0, skip + rplen + authsize, (caddr_t)(xd + 1));
 668
 669         /* Zeroize the authenticator on the packet. */
 670         m_copyback(m, skip + rplen, authsize, ipseczeroes);
 671
 672         /* Save ah_nxt, since ah pointer can become invalid after "massage" */
 673         hl = ah->ah_nxt;
 674
 675         /* "Massage" the packet headers for crypto processing. */
 676         error = ah_massage_headers(&m, sav->sah->saidx.dst.sa.sa_family,
 677             skip, ahx->type, 0);
 678         if (error != 0) {
 679                 /* NB: mbuf is free'd by ah_massage_headers */
 680                 AHSTAT_INC(ahs_hdrops);
 681                 free(xd, M_XDATA);
 682                 crypto_freereq(crp);
 683                 key_freesav(&sav);
 684                 return (error);
 685         }
 686
 687         /* Crypto operation descriptor. */
 688         crp->crp_ilen = m->m_pkthdr.len; /* Total input length. */
 689         crp->crp_flags = CRYPTO_F_IMBUF | CRYPTO_F_CBIFSYNC;
 690         if (V_async_crypto)
 691                 crp->crp_flags |= CRYPTO_F_ASYNC | CRYPTO_F_ASYNC_KEEPORDER;
 692         crp->crp_buf = (caddr_t) m;
 693         crp->crp_callback = ah_input_cb;
 694         crp->crp_session = cryptoid;
 695         crp->crp_opaque = (caddr_t) xd;
 696
 697         /* These are passed as-is to the callback. */
 698         xd->sav = sav;
 699         xd->nxt = hl;
 700         xd->protoff = protoff;
 701         xd->skip = skip;
 702         xd->cryptoid = cryptoid;
 703         xd->vnet = curvnet;
 704         return (crypto_dispatch(crp));
 705 bad:
 706         m_freem(m);
 707         key_freesav(&sav);
 708         return (error);
 709 }
 710
 711 /*
 712  * AH input callback from the crypto driver.
 713  */
 714 static int
 715 ah_input_cb(struct cryptop *crp)
 716 {
 717         IPSEC_DEBUG_DECLARE(char buf[IPSEC_ADDRSTRLEN]);
 718         unsigned char calc[AH_ALEN_MAX];
 719         struct mbuf *m;
 720         struct xform_data *xd;
 721         struct secasvar *sav;
 722         struct secasindex *saidx;
 723         caddr_t ptr;
 724         crypto_session_t cryptoid;
 725         int authsize, rplen, ahsize, error, skip, protoff;
 726         uint8_t nxt;
 727
 728         m = (struct mbuf *) crp->crp_buf;
 729         xd = (struct xform_data *) crp->crp_opaque;
 730         CURVNET_SET(xd->vnet);
 731         sav = xd->sav;
 732         skip = xd->skip;
 733         nxt = xd->nxt;
 734         protoff = xd->protoff;
 735         cryptoid = xd->cryptoid;
 736         saidx = &sav->sah->saidx;
 737         IPSEC_ASSERT(saidx->dst.sa.sa_family == AF_INET ||
 738                 saidx->dst.sa.sa_family == AF_INET6,
 739                 ("unexpected protocol family %u", saidx->dst.sa.sa_family));
 740
 741         /* Check for crypto errors. */
 742         if (crp->crp_etype) {
 743                 if (crp->crp_etype == EAGAIN) {
 744                         /* Reset the session ID */
 745                         if (ipsec_updateid(sav, &crp->crp_session, &cryptoid) != 0)
 746                                 crypto_freesession(cryptoid);
 747                         xd->cryptoid = crp->crp_session;
 748                         CURVNET_RESTORE();
 749                         return (crypto_dispatch(crp));
 750                 }
 751                 AHSTAT_INC(ahs_noxform);
 752                 DPRINTF(("%s: crypto error %d\n", __func__, crp->crp_etype));
 753                 error = crp->crp_etype;
 754                 goto bad;
 755         } else {
 756                 AHSTAT_INC(ahs_hist[sav->alg_auth]);
 757                 crypto_freereq(crp);            /* No longer needed. */
 758                 crp = NULL;
 759         }
 760
 761         /* Shouldn't happen... */
 762         if (m == NULL) {
 763                 AHSTAT_INC(ahs_crypto);
 764                 DPRINTF(("%s: bogus returned buffer from crypto\n", __func__));
 765                 error = EINVAL;
 766                 goto bad;
 767         }
 768
 769         /* Figure out header size. */
 770         rplen = HDRSIZE(sav);
 771         authsize = AUTHSIZE(sav);
 772         ahsize = ah_hdrsiz(sav);
 773
 774         /* Copy authenticator off the packet. */
 775         m_copydata(m, skip + rplen, authsize, calc);
 776
 777         /* Verify authenticator. */
 778         ptr = (caddr_t) (xd + 1);
 779         if (timingsafe_bcmp(ptr + skip + rplen, calc, authsize)) {
 780                 DPRINTF(("%s: authentication hash mismatch for packet "
 781                     "in SA %s/%08lx\n", __func__,
 782                     ipsec_address(&saidx->dst, buf, sizeof(buf)),
 783                     (u_long) ntohl(sav->spi)));
 784                 AHSTAT_INC(ahs_badauth);
 785                 error = EACCES;
 786                 goto bad;
 787         }
 788         /* Fix the Next Protocol field. */
 789         ((uint8_t *) ptr)[protoff] = nxt;
 790
 791         /* Copyback the saved (uncooked) network headers. */
 792         m_copyback(m, 0, skip, ptr);
 793         free(xd, M_XDATA), xd = NULL;                   /* No longer needed */
 794
 795         /*
 796          * Header is now authenticated.
 797          */
 798         m->m_flags |= M_AUTHIPHDR|M_AUTHIPDGM;
 799
 800         /*
 801          * Update replay sequence number, if appropriate.
 802          */
 803         if (sav->replay) {
 804                 u_int32_t seq;
 805
 806                 m_copydata(m, skip + offsetof(struct newah, ah_seq),
 807                            sizeof (seq), (caddr_t) &seq);
 808                 SECASVAR_LOCK(sav);
 809                 if (ipsec_updatereplay(ntohl(seq), sav)) {
 810                         SECASVAR_UNLOCK(sav);
 811                         AHSTAT_INC(ahs_replay);
 812                         error = EACCES;
 813                         goto bad;
 814                 }
 815                 SECASVAR_UNLOCK(sav);
 816         }
 817
 818         /*
 819          * Remove the AH header and authenticator from the mbuf.
 820          */
 821         error = m_striphdr(m, skip, ahsize);
 822         if (error) {
 823                 DPRINTF(("%s: mangled mbuf chain for SA %s/%08lx\n", __func__,
 824                     ipsec_address(&saidx->dst, buf, sizeof(buf)),
 825                     (u_long) ntohl(sav->spi)));
 826                 AHSTAT_INC(ahs_hdrops);
 827                 goto bad;
 828         }
 829
 830         switch (saidx->dst.sa.sa_family) {
 831 #ifdef INET6
 832         case AF_INET6:
 833                 error = ipsec6_common_input_cb(m, sav, skip, protoff);
 834                 break;
 835 #endif
 836 #ifdef INET
 837         case AF_INET:
 838                 error = ipsec4_common_input_cb(m, sav, skip, protoff);
 839                 break;
 840 #endif
 841         default:
 842                 panic("%s: Unexpected address family: %d saidx=%p", __func__,
 843                     saidx->dst.sa.sa_family, saidx);
 844         }
 845         CURVNET_RESTORE();
 846         return error;
 847 bad:
 848         CURVNET_RESTORE();
 849         if (sav)
 850                 key_freesav(&sav);
 851         if (m != NULL)
 852                 m_freem(m);
 853         if (xd != NULL)
 854                 free(xd, M_XDATA);
 855         if (crp != NULL)
 856                 crypto_freereq(crp);
 857         return error;
 858 }
 859
 860 /*
 861  * AH output routine, called by ipsec[46]_perform_request().
 862  */
 863 static int
 864 ah_output(struct mbuf *m, struct secpolicy *sp, struct secasvar *sav,
 865     u_int idx, int skip, int protoff)
 866 {
 867         IPSEC_DEBUG_DECLARE(char buf[IPSEC_ADDRSTRLEN]);
 868         const struct auth_hash *ahx;
 869         struct cryptodesc *crda;
 870         struct xform_data *xd;
 871         struct mbuf *mi;
 872         struct cryptop *crp;
 873         struct newah *ah;
 874         crypto_session_t cryptoid;
 875         uint16_t iplen;
 876         int error, rplen, authsize, ahsize, maxpacketsize, roff;
 877         uint8_t prot;
 878
 879         IPSEC_ASSERT(sav != NULL, ("null SA"));
 880         ahx = sav->tdb_authalgxform;
 881         IPSEC_ASSERT(ahx != NULL, ("null authentication xform"));
 882
 883         AHSTAT_INC(ahs_output);
 884
 885         /* Figure out header size. */
 886         rplen = HDRSIZE(sav);
 887         authsize = AUTHSIZE(sav);
 888         ahsize = ah_hdrsiz(sav);
 889
 890         /* Check for maximum packet size violations. */
 891         switch (sav->sah->saidx.dst.sa.sa_family) {
 892 #ifdef INET
 893         case AF_INET:
 894                 maxpacketsize = IP_MAXPACKET;
 895                 break;
 896 #endif /* INET */
 897 #ifdef INET6
 898         case AF_INET6:
 899                 maxpacketsize = IPV6_MAXPACKET;
 900                 break;
 901 #endif /* INET6 */
 902         default:
 903                 DPRINTF(("%s: unknown/unsupported protocol family %u, "
 904                     "SA %s/%08lx\n", __func__,
 905                     sav->sah->saidx.dst.sa.sa_family,
 906                     ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf, sizeof(buf)),
 907                     (u_long) ntohl(sav->spi)));
 908                 AHSTAT_INC(ahs_nopf);
 909                 error = EPFNOSUPPORT;
 910                 goto bad;
 911         }
 912         if (ahsize + m->m_pkthdr.len > maxpacketsize) {
 913                 DPRINTF(("%s: packet in SA %s/%08lx got too big "
 914                     "(len %u, max len %u)\n", __func__,
 915                     ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf, sizeof(buf)),
 916                     (u_long) ntohl(sav->spi),
 917                     ahsize + m->m_pkthdr.len, maxpacketsize));
 918                 AHSTAT_INC(ahs_toobig);
 919                 error = EMSGSIZE;
 920                 goto bad;
 921         }
 922
 923         /* Update the counters. */
 924         AHSTAT_ADD(ahs_obytes, m->m_pkthdr.len - skip);
 925
 926         m = m_unshare(m, M_NOWAIT);
 927         if (m == NULL) {
 928                 DPRINTF(("%s: cannot clone mbuf chain, SA %s/%08lx\n", __func__,
 929                     ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf, sizeof(buf)),
 930                     (u_long) ntohl(sav->spi)));
 931                 AHSTAT_INC(ahs_hdrops);
 932                 error = ENOBUFS;
 933                 goto bad;
 934         }
 935
 936         /* Inject AH header. */
 937         mi = m_makespace(m, skip, ahsize, &roff);
 938         if (mi == NULL) {
 939                 DPRINTF(("%s: failed to inject %u byte AH header for SA "
 940                     "%s/%08lx\n", __func__, ahsize,
 941                     ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf, sizeof(buf)),
 942                     (u_long) ntohl(sav->spi)));
 943                 AHSTAT_INC(ahs_hdrops);         /*XXX differs from openbsd */
 944                 error = ENOBUFS;
 945                 goto bad;
 946         }
 947
 948         /*
 949          * The AH header is guaranteed by m_makespace() to be in
 950          * contiguous memory, at roff bytes offset into the returned mbuf.
 951          */
 952         ah = (struct newah *)(mtod(mi, caddr_t) + roff);
 953
 954         /* Initialize the AH header. */
 955         m_copydata(m, protoff, sizeof(u_int8_t), (caddr_t) &ah->ah_nxt);
 956         ah->ah_len = (ahsize - sizeof(struct ah)) / sizeof(u_int32_t);
 957         ah->ah_reserve = 0;
 958         ah->ah_spi = sav->spi;
 959
 960         /* Zeroize authenticator. */
 961         m_copyback(m, skip + rplen, authsize, ipseczeroes);
 962
 963         /* Zeroize padding */
 964         m_copyback(m, skip + rplen + authsize, ahsize - (rplen + authsize),
 965             ipseczeroes);
 966
 967         /* Insert packet replay counter, as requested.  */
 968         SECASVAR_LOCK(sav);
 969         if (sav->replay) {
 970                 if (sav->replay->count == ~0 &&
 971                     (sav->flags & SADB_X_EXT_CYCSEQ) == 0) {
 972                         SECASVAR_UNLOCK(sav);
 973                         DPRINTF(("%s: replay counter wrapped for SA %s/%08lx\n",
 974                             __func__, ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf,
 975                             sizeof(buf)), (u_long) ntohl(sav->spi)));
 976                         AHSTAT_INC(ahs_wrap);
 977                         error = EACCES;
 978                         goto bad;
 979                 }
 980 #ifdef REGRESSION
 981                 /* Emulate replay attack when ipsec_replay is TRUE. */
 982                 if (!V_ipsec_replay)
 983 #endif
 984                         sav->replay->count++;
 985                 ah->ah_seq = htonl(sav->replay->count);
 986         }
 987         cryptoid = sav->tdb_cryptoid;
 988         SECASVAR_UNLOCK(sav);
 989
 990         /* Get crypto descriptors. */
 991         crp = crypto_getreq(1);
 992         if (crp == NULL) {
 993                 DPRINTF(("%s: failed to acquire crypto descriptors\n",
 994                         __func__));
 995                 AHSTAT_INC(ahs_crypto);
 996                 error = ENOBUFS;
 997                 goto bad;
 998         }
 999
1000         crda = crp->crp_desc;
1001         crda->crd_skip = 0;
1002         crda->crd_inject = skip + rplen;
1003         crda->crd_len = m->m_pkthdr.len;
1004
1005         /* Authentication operation. */
1006         crda->crd_alg = ahx->type;
1007         crda->crd_key = sav->key_auth->key_data;
1008         crda->crd_klen = _KEYBITS(sav->key_auth);
1009
1010         /* Allocate IPsec-specific opaque crypto info. */
1011         xd =  malloc(sizeof(struct xform_data) + skip, M_XDATA,
1012             M_NOWAIT | M_ZERO);
1013         if (xd == NULL) {
1014                 crypto_freereq(crp);
1015                 DPRINTF(("%s: failed to allocate xform_data\n", __func__));
1016                 AHSTAT_INC(ahs_crypto);
1017                 error = ENOBUFS;
1018                 goto bad;
1019         }
1020
1021         /* Save the skipped portion of the packet. */
1022         m_copydata(m, 0, skip, (caddr_t) (xd + 1));
1023
1024         /*
1025          * Fix IP header length on the header used for
1026          * authentication. We don't need to fix the original
1027          * header length as it will be fixed by our caller.
1028          */
1029         switch (sav->sah->saidx.dst.sa.sa_family) {
1030 #ifdef INET
1031         case AF_INET:
1032                 bcopy(((caddr_t)(xd + 1)) +
1033                     offsetof(struct ip, ip_len),
1034                     (caddr_t) &iplen, sizeof(u_int16_t));
1035                 iplen = htons(ntohs(iplen) + ahsize);
1036                 m_copyback(m, offsetof(struct ip, ip_len),
1037                     sizeof(u_int16_t), (caddr_t) &iplen);
1038                 break;
1039 #endif /* INET */
1040
1041 #ifdef INET6
1042         case AF_INET6:
1043                 bcopy(((caddr_t)(xd + 1)) +
1044                     offsetof(struct ip6_hdr, ip6_plen),
1045                     (caddr_t) &iplen, sizeof(uint16_t));
1046                 iplen = htons(ntohs(iplen) + ahsize);
1047                 m_copyback(m, offsetof(struct ip6_hdr, ip6_plen),
1048                     sizeof(uint16_t), (caddr_t) &iplen);
1049                 break;
1050 #endif /* INET6 */
1051         }
1052
1053         /* Fix the Next Header field in saved header. */
1054         ((uint8_t *) (xd + 1))[protoff] = IPPROTO_AH;
1055
1056         /* Update the Next Protocol field in the IP header. */
1057         prot = IPPROTO_AH;
1058         m_copyback(m, protoff, sizeof(uint8_t), (caddr_t) &prot);
1059
1060         /* "Massage" the packet headers for crypto processing. */
1061         error = ah_massage_headers(&m, sav->sah->saidx.dst.sa.sa_family,
1062                         skip, ahx->type, 1);
1063         if (error != 0) {
1064                 m = NULL;       /* mbuf was free'd by ah_massage_headers. */
1065                 free(xd, M_XDATA);
1066                 crypto_freereq(crp);
1067                 goto bad;
1068         }
1069
1070         /* Crypto operation descriptor. */
1071         crp->crp_ilen = m->m_pkthdr.len; /* Total input length. */
1072         crp->crp_flags = CRYPTO_F_IMBUF | CRYPTO_F_CBIFSYNC;
1073         if (V_async_crypto)
1074                 crp->crp_flags |= CRYPTO_F_ASYNC | CRYPTO_F_ASYNC_KEEPORDER;
1075         crp->crp_buf = (caddr_t) m;
1076         crp->crp_callback = ah_output_cb;
1077         crp->crp_session = cryptoid;
1078         crp->crp_opaque = (caddr_t) xd;
1079
1080         /* These are passed as-is to the callback. */
1081         xd->sp = sp;
1082         xd->sav = sav;
1083         xd->skip = skip;
1084         xd->idx = idx;
1085         xd->cryptoid = cryptoid;
1086         xd->vnet = curvnet;
1087
1088         return crypto_dispatch(crp);
1089 bad:
1090         if (m)
1091                 m_freem(m);
1092         key_freesav(&sav);
1093         key_freesp(&sp);
1094         return (error);
1095 }
1096
1097 /*
1098  * AH output callback from the crypto driver.
1099  */
1100 static int
1101 ah_output_cb(struct cryptop *crp)
1102 {
1103         struct xform_data *xd;
1104         struct secpolicy *sp;
1105         struct secasvar *sav;
1106         struct mbuf *m;
1107         crypto_session_t cryptoid;
1108         caddr_t ptr;
1109         u_int idx;
1110         int skip, error;
1111
1112         m = (struct mbuf *) crp->crp_buf;
1113         xd = (struct xform_data *) crp->crp_opaque;
1114         CURVNET_SET(xd->vnet);
1115         sp = xd->sp;
1116         sav = xd->sav;
1117         skip = xd->skip;
1118         idx = xd->idx;
1119         cryptoid = xd->cryptoid;
1120         ptr = (caddr_t) (xd + 1);
1121
1122         /* Check for crypto errors. */
1123         if (crp->crp_etype) {
1124                 if (crp->crp_etype == EAGAIN) {
1125                         /* Reset the session ID */
1126                         if (ipsec_updateid(sav, &crp->crp_session, &cryptoid) != 0)
1127                                 crypto_freesession(cryptoid);
1128                         xd->cryptoid = crp->crp_session;
1129                         CURVNET_RESTORE();
1130                         return (crypto_dispatch(crp));
1131                 }
1132                 AHSTAT_INC(ahs_noxform);
1133                 DPRINTF(("%s: crypto error %d\n", __func__, crp->crp_etype));
1134                 error = crp->crp_etype;
1135                 m_freem(m);
1136                 goto bad;
1137         }
1138
1139         /* Shouldn't happen... */
1140         if (m == NULL) {
1141                 AHSTAT_INC(ahs_crypto);
1142                 DPRINTF(("%s: bogus returned buffer from crypto\n", __func__));
1143                 error = EINVAL;
1144                 goto bad;
1145         }
1146         /*
1147          * Copy original headers (with the new protocol number) back
1148          * in place.
1149          */
1150         m_copyback(m, 0, skip, ptr);
1151
1152         free(xd, M_XDATA);
1153         crypto_freereq(crp);
1154         AHSTAT_INC(ahs_hist[sav->alg_auth]);
1155 #ifdef REGRESSION
1156         /* Emulate man-in-the-middle attack when ipsec_integrity is TRUE. */
1157         if (V_ipsec_integrity) {
1158                 int alen;
1159
1160                 /*
1161                  * Corrupt HMAC if we want to test integrity verification of
1162                  * the other side.
1163                  */
1164                 alen = AUTHSIZE(sav);
1165                 m_copyback(m, m->m_pkthdr.len - alen, alen, ipseczeroes);
1166         }
1167 #endif
1168
1169         /* NB: m is reclaimed by ipsec_process_done. */
1170         error = ipsec_process_done(m, sp, sav, idx);
1171         CURVNET_RESTORE();
1172         return (error);
1173 bad:
1174         CURVNET_RESTORE();
1175         free(xd, M_XDATA);
1176         crypto_freereq(crp);
1177         key_freesav(&sav);
1178         key_freesp(&sp);
1179         return (error);
1180 }
1181
1182 static struct xformsw ah_xformsw = {
1183         .xf_type =      XF_AH,
1184         .xf_name =      "IPsec AH",
1185         .xf_init =      ah_init,
1186         .xf_zeroize =   ah_zeroize,
1187         .xf_input =     ah_input,
1188         .xf_output =    ah_output,
1189 };
1190
1191 SYSINIT(ah_xform_init, SI_SUB_PROTO_DOMAIN, SI_ORDER_MIDDLE,
1192     xform_attach, &ah_xformsw);
1193 SYSUNINIT(ah_xform_uninit, SI_SUB_PROTO_DOMAIN, SI_ORDER_MIDDLE,
1194     xform_detach, &ah_xformsw);