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