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/rwlock.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.  The old protocol is known
  86  * to use a fixed 16-byte authenticator.  The new algorithm use 12-byte
  87  * authenticator.
  88  */
  89 #define AUTHSIZE(sav)   ah_authsize(sav)
  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
 112 static int ah_input_cb(struct cryptop*);
 113 static int ah_output_cb(struct cryptop*);
 114
 115 static int
 116 ah_authsize(struct secasvar *sav)
 117 {
 118
 119         IPSEC_ASSERT(sav != NULL, ("%s: sav == NULL", __func__));
 120
 121         if (sav->flags & SADB_X_EXT_OLD)
 122                 return 16;
 123
 124         switch (sav->alg_auth) {
 125         case SADB_X_AALG_SHA2_256:
 126                 return 16;
 127         case SADB_X_AALG_SHA2_384:
 128                 return 24;
 129         case SADB_X_AALG_SHA2_512:
 130                 return 32;
 131         default:
 132                 return AH_HMAC_HASHLEN;
 133         }
 134         /* NOTREACHED */
 135 }
 136 /*
 137  * NB: this is public for use by the PF_KEY support.
 138  */
 139 struct auth_hash *
 140 ah_algorithm_lookup(int alg)
 141 {
 142         if (alg > SADB_AALG_MAX)
 143                 return NULL;
 144         switch (alg) {
 145         case SADB_X_AALG_NULL:
 146                 return &auth_hash_null;
 147         case SADB_AALG_MD5HMAC:
 148                 return &auth_hash_hmac_md5;
 149         case SADB_AALG_SHA1HMAC:
 150                 return &auth_hash_hmac_sha1;
 151         case SADB_X_AALG_RIPEMD160HMAC:
 152                 return &auth_hash_hmac_ripemd_160;
 153         case SADB_X_AALG_MD5:
 154                 return &auth_hash_key_md5;
 155         case SADB_X_AALG_SHA:
 156                 return &auth_hash_key_sha1;
 157         case SADB_X_AALG_SHA2_256:
 158                 return &auth_hash_hmac_sha2_256;
 159         case SADB_X_AALG_SHA2_384:
 160                 return &auth_hash_hmac_sha2_384;
 161         case SADB_X_AALG_SHA2_512:
 162                 return &auth_hash_hmac_sha2_512;
 163         }
 164         return NULL;
 165 }
 166
 167 size_t
 168 ah_hdrsiz(struct secasvar *sav)
 169 {
 170         size_t size;
 171
 172         if (sav != NULL) {
 173                 int authsize;
 174                 IPSEC_ASSERT(sav->tdb_authalgxform != NULL, ("null xform"));
 175                 /*XXX not right for null algorithm--does it matter??*/
 176                 authsize = AUTHSIZE(sav);
 177                 size = roundup(authsize, sizeof (u_int32_t)) + HDRSIZE(sav);
 178         } else {
 179                 /* default guess */
 180                 size = sizeof (struct ah) + sizeof (u_int32_t) + 16;
 181         }
 182         return size;
 183 }
 184
 185 /*
 186  * NB: public for use by esp_init.
 187  */
 188 int
 189 ah_init0(struct secasvar *sav, struct xformsw *xsp, struct cryptoini *cria)
 190 {
 191         struct auth_hash *thash;
 192         int keylen;
 193
 194         thash = ah_algorithm_lookup(sav->alg_auth);
 195         if (thash == NULL) {
 196                 DPRINTF(("%s: unsupported authentication algorithm %u\n",
 197                         __func__, sav->alg_auth));
 198                 return EINVAL;
 199         }
 200         /*
 201          * Verify the replay state block allocation is consistent with
 202          * the protocol type.  We check here so we can make assumptions
 203          * later during protocol processing.
 204          */
 205         /* NB: replay state is setup elsewhere (sigh) */
 206         if (((sav->flags&SADB_X_EXT_OLD) == 0) ^ (sav->replay != NULL)) {
 207                 DPRINTF(("%s: replay state block inconsistency, "
 208                         "%s algorithm %s replay state\n", __func__,
 209                         (sav->flags & SADB_X_EXT_OLD) ? "old" : "new",
 210                         sav->replay == NULL ? "without" : "with"));
 211                 return EINVAL;
 212         }
 213         if (sav->key_auth == NULL) {
 214                 DPRINTF(("%s: no authentication key for %s algorithm\n",
 215                         __func__, thash->name));
 216                 return EINVAL;
 217         }
 218         keylen = _KEYLEN(sav->key_auth);
 219         if (keylen != thash->keysize && thash->keysize != 0) {
 220                 DPRINTF(("%s: invalid keylength %d, algorithm %s requires "
 221                         "keysize %d\n", __func__,
 222                          keylen, thash->name, thash->keysize));
 223                 return EINVAL;
 224         }
 225
 226         sav->tdb_xform = xsp;
 227         sav->tdb_authalgxform = thash;
 228
 229         /* Initialize crypto session. */
 230         bzero(cria, sizeof (*cria));
 231         cria->cri_alg = sav->tdb_authalgxform->type;
 232         cria->cri_klen = _KEYBITS(sav->key_auth);
 233         cria->cri_key = sav->key_auth->key_data;
 234         cria->cri_mlen = AUTHSIZE(sav);
 235
 236         return 0;
 237 }
 238
 239 /*
 240  * ah_init() is called when an SPI is being set up.
 241  */
 242 static int
 243 ah_init(struct secasvar *sav, struct xformsw *xsp)
 244 {
 245         struct cryptoini cria;
 246         int error;
 247
 248         error = ah_init0(sav, xsp, &cria);
 249         return error ? error :
 250                  crypto_newsession(&sav->tdb_cryptoid, &cria, V_crypto_support);
 251 }
 252
 253 /*
 254  * Paranoia.
 255  *
 256  * NB: public for use by esp_zeroize (XXX).
 257  */
 258 int
 259 ah_zeroize(struct secasvar *sav)
 260 {
 261         int err;
 262
 263         if (sav->key_auth)
 264                 bzero(sav->key_auth->key_data, _KEYLEN(sav->key_auth));
 265
 266         err = crypto_freesession(sav->tdb_cryptoid);
 267         sav->tdb_cryptoid = 0;
 268         sav->tdb_authalgxform = NULL;
 269         sav->tdb_xform = NULL;
 270         return err;
 271 }
 272
 273 /*
 274  * Massage IPv4/IPv6 headers for AH processing.
 275  */
 276 static int
 277 ah_massage_headers(struct mbuf **m0, int proto, int skip, int alg, int out)
 278 {
 279         struct mbuf *m = *m0;
 280         unsigned char *ptr;
 281         int off, count;
 282
 283 #ifdef INET
 284         struct ip *ip;
 285 #endif /* INET */
 286
 287 #ifdef INET6
 288         struct ip6_ext *ip6e;
 289         struct ip6_hdr ip6;
 290         int alloc, len, ad;
 291 #endif /* INET6 */
 292
 293         switch (proto) {
 294 #ifdef INET
 295         case AF_INET:
 296                 /*
 297                  * This is the least painful way of dealing with IPv4 header
 298                  * and option processing -- just make sure they're in
 299                  * contiguous memory.
 300                  */
 301                 *m0 = m = m_pullup(m, skip);
 302                 if (m == NULL) {
 303                         DPRINTF(("%s: m_pullup failed\n", __func__));
 304                         return ENOBUFS;
 305                 }
 306
 307                 /* Fix the IP header */
 308                 ip = mtod(m, struct ip *);
 309                 if (V_ah_cleartos)
 310                         ip->ip_tos = 0;
 311                 ip->ip_ttl = 0;
 312                 ip->ip_sum = 0;
 313
 314                 if (alg == CRYPTO_MD5_KPDK || alg == CRYPTO_SHA1_KPDK)
 315                         ip->ip_off &= htons(IP_DF);
 316                 else
 317                         ip->ip_off = htons(0);
 318
 319                 ptr = mtod(m, unsigned char *) + sizeof(struct ip);
 320
 321                 /* IPv4 option processing */
 322                 for (off = sizeof(struct ip); off < skip;) {
 323                         if (ptr[off] == IPOPT_EOL || ptr[off] == IPOPT_NOP ||
 324                             off + 1 < skip)
 325                                 ;
 326                         else {
 327                                 DPRINTF(("%s: illegal IPv4 option length for "
 328                                         "option %d\n", __func__, ptr[off]));
 329
 330                                 m_freem(m);
 331                                 return EINVAL;
 332                         }
 333
 334                         switch (ptr[off]) {
 335                         case IPOPT_EOL:
 336                                 off = skip;  /* End the loop. */
 337                                 break;
 338
 339                         case IPOPT_NOP:
 340                                 off++;
 341                                 break;
 342
 343                         case IPOPT_SECURITY:    /* 0x82 */
 344                         case 0x85:      /* Extended security. */
 345                         case 0x86:      /* Commercial security. */
 346                         case 0x94:      /* Router alert */
 347                         case 0x95:      /* RFC1770 */
 348                                 /* Sanity check for option length. */
 349                                 if (ptr[off + 1] < 2) {
 350                                         DPRINTF(("%s: illegal IPv4 option "
 351                                                 "length for option %d\n",
 352                                                 __func__, ptr[off]));
 353
 354                                         m_freem(m);
 355                                         return EINVAL;
 356                                 }
 357
 358                                 off += ptr[off + 1];
 359                                 break;
 360
 361                         case IPOPT_LSRR:
 362                         case IPOPT_SSRR:
 363                                 /* Sanity check for option length. */
 364                                 if (ptr[off + 1] < 2) {
 365                                         DPRINTF(("%s: illegal IPv4 option "
 366                                                 "length for option %d\n",
 367                                                 __func__, ptr[off]));
 368
 369                                         m_freem(m);
 370                                         return EINVAL;
 371                                 }
 372
 373                                 /*
 374                                  * On output, if we have either of the
 375                                  * source routing options, we should
 376                                  * swap the destination address of the
 377                                  * IP header with the last address
 378                                  * specified in the option, as that is
 379                                  * what the destination's IP header
 380                                  * will look like.
 381                                  */
 382                                 if (out)
 383                                         bcopy(ptr + off + ptr[off + 1] -
 384                                             sizeof(struct in_addr),
 385                                             &(ip->ip_dst), sizeof(struct in_addr));
 386
 387                                 /* Fall through */
 388                         default:
 389                                 /* Sanity check for option length. */
 390                                 if (ptr[off + 1] < 2) {
 391                                         DPRINTF(("%s: illegal IPv4 option "
 392                                                 "length for option %d\n",
 393                                                 __func__, ptr[off]));
 394                                         m_freem(m);
 395                                         return EINVAL;
 396                                 }
 397
 398                                 /* Zeroize all other options. */
 399                                 count = ptr[off + 1];
 400                                 bcopy(ipseczeroes, ptr, count);
 401                                 off += count;
 402                                 break;
 403                         }
 404
 405                         /* Sanity check. */
 406                         if (off > skip) {
 407                                 DPRINTF(("%s: malformed IPv4 options header\n",
 408                                         __func__));
 409
 410                                 m_freem(m);
 411                                 return EINVAL;
 412                         }
 413                 }
 414
 415                 break;
 416 #endif /* INET */
 417
 418 #ifdef INET6
 419         case AF_INET6:  /* Ugly... */
 420                 /* Copy and "cook" the IPv6 header. */
 421                 m_copydata(m, 0, sizeof(ip6), (caddr_t) &ip6);
 422
 423                 /* We don't do IPv6 Jumbograms. */
 424                 if (ip6.ip6_plen == 0) {
 425                         DPRINTF(("%s: unsupported IPv6 jumbogram\n", __func__));
 426                         m_freem(m);
 427                         return EMSGSIZE;
 428                 }
 429
 430                 ip6.ip6_flow = 0;
 431                 ip6.ip6_hlim = 0;
 432                 ip6.ip6_vfc &= ~IPV6_VERSION_MASK;
 433                 ip6.ip6_vfc |= IPV6_VERSION;
 434
 435                 /* Scoped address handling. */
 436                 if (IN6_IS_SCOPE_LINKLOCAL(&ip6.ip6_src))
 437                         ip6.ip6_src.s6_addr16[1] = 0;
 438                 if (IN6_IS_SCOPE_LINKLOCAL(&ip6.ip6_dst))
 439                         ip6.ip6_dst.s6_addr16[1] = 0;
 440
 441                 /* Done with IPv6 header. */
 442                 m_copyback(m, 0, sizeof(struct ip6_hdr), (caddr_t) &ip6);
 443
 444                 /* Let's deal with the remaining headers (if any). */
 445                 if (skip - sizeof(struct ip6_hdr) > 0) {
 446                         if (m->m_len <= skip) {
 447                                 ptr = (unsigned char *) malloc(
 448                                     skip - sizeof(struct ip6_hdr),
 449                                     M_XDATA, M_NOWAIT);
 450                                 if (ptr == NULL) {
 451                                         DPRINTF(("%s: failed to allocate memory"
 452                                                 "for IPv6 headers\n",__func__));
 453                                         m_freem(m);
 454                                         return ENOBUFS;
 455                                 }
 456
 457                                 /*
 458                                  * Copy all the protocol headers after
 459                                  * the IPv6 header.
 460                                  */
 461                                 m_copydata(m, sizeof(struct ip6_hdr),
 462                                     skip - sizeof(struct ip6_hdr), ptr);
 463                                 alloc = 1;
 464                         } else {
 465                                 /* No need to allocate memory. */
 466                                 ptr = mtod(m, unsigned char *) +
 467                                     sizeof(struct ip6_hdr);
 468                                 alloc = 0;
 469                         }
 470                 } else
 471                         break;
 472
 473                 off = ip6.ip6_nxt & 0xff; /* Next header type. */
 474
 475                 for (len = 0; len < skip - sizeof(struct ip6_hdr);)
 476                         switch (off) {
 477                         case IPPROTO_HOPOPTS:
 478                         case IPPROTO_DSTOPTS:
 479                                 ip6e = (struct ip6_ext *) (ptr + len);
 480
 481                                 /*
 482                                  * Process the mutable/immutable
 483                                  * options -- borrows heavily from the
 484                                  * KAME code.
 485                                  */
 486                                 for (count = len + sizeof(struct ip6_ext);
 487                                      count < len + ((ip6e->ip6e_len + 1) << 3);) {
 488                                         if (ptr[count] == IP6OPT_PAD1) {
 489                                                 count++;
 490                                                 continue; /* Skip padding. */
 491                                         }
 492
 493                                         /* Sanity check. */
 494                                         if (count > len +
 495                                             ((ip6e->ip6e_len + 1) << 3)) {
 496                                                 m_freem(m);
 497
 498                                                 /* Free, if we allocated. */
 499                                                 if (alloc)
 500                                                         free(ptr, M_XDATA);
 501                                                 return EINVAL;
 502                                         }
 503
 504                                         ad = ptr[count + 1];
 505
 506                                         /* If mutable option, zeroize. */
 507                                         if (ptr[count] & IP6OPT_MUTABLE)
 508                                                 bcopy(ipseczeroes, ptr + count,
 509                                                     ptr[count + 1]);
 510
 511                                         count += ad;
 512
 513                                         /* Sanity check. */
 514                                         if (count >
 515                                             skip - sizeof(struct ip6_hdr)) {
 516                                                 m_freem(m);
 517
 518                                                 /* Free, if we allocated. */
 519                                                 if (alloc)
 520                                                         free(ptr, M_XDATA);
 521                                                 return EINVAL;
 522                                         }
 523                                 }
 524
 525                                 /* Advance. */
 526                                 len += ((ip6e->ip6e_len + 1) << 3);
 527                                 off = ip6e->ip6e_nxt;
 528                                 break;
 529
 530                         case IPPROTO_ROUTING:
 531                                 /*
 532                                  * Always include routing headers in
 533                                  * computation.
 534                                  */
 535                                 ip6e = (struct ip6_ext *) (ptr + len);
 536                                 len += ((ip6e->ip6e_len + 1) << 3);
 537                                 off = ip6e->ip6e_nxt;
 538                                 break;
 539
 540                         default:
 541                                 DPRINTF(("%s: unexpected IPv6 header type %d",
 542                                         __func__, off));
 543                                 if (alloc)
 544                                         free(ptr, M_XDATA);
 545                                 m_freem(m);
 546                                 return EINVAL;
 547                         }
 548
 549                 /* Copyback and free, if we allocated. */
 550                 if (alloc) {
 551                         m_copyback(m, sizeof(struct ip6_hdr),
 552                             skip - sizeof(struct ip6_hdr), ptr);
 553                         free(ptr, M_XDATA);
 554                 }
 555
 556                 break;
 557 #endif /* INET6 */
 558         }
 559
 560         return 0;
 561 }
 562
 563 /*
 564  * ah_input() gets called to verify that an input packet
 565  * passes authentication.
 566  */
 567 static int
 568 ah_input(struct mbuf *m, struct secasvar *sav, int skip, int protoff)
 569 {
 570         char buf[128];
 571         struct auth_hash *ahx;
 572         struct tdb_crypto *tc;
 573         struct newah *ah;
 574         int hl, rplen, authsize, error;
 575
 576         struct cryptodesc *crda;
 577         struct cryptop *crp;
 578
 579         IPSEC_ASSERT(sav != NULL, ("null SA"));
 580         IPSEC_ASSERT(sav->key_auth != NULL, ("null authentication key"));
 581         IPSEC_ASSERT(sav->tdb_authalgxform != NULL,
 582                 ("null authentication xform"));
 583
 584         /* Figure out header size. */
 585         rplen = HDRSIZE(sav);
 586
 587         /* XXX don't pullup, just copy header */
 588         IP6_EXTHDR_GET(ah, struct newah *, m, skip, rplen);
 589         if (ah == NULL) {
 590                 DPRINTF(("ah_input: cannot pullup header\n"));
 591                 AHSTAT_INC(ahs_hdrops);         /*XXX*/
 592                 m_freem(m);
 593                 return ENOBUFS;
 594         }
 595
 596         /* Check replay window, if applicable. */
 597         if (sav->replay && !ipsec_chkreplay(ntohl(ah->ah_seq), sav)) {
 598                 AHSTAT_INC(ahs_replay);
 599                 DPRINTF(("%s: packet replay failure: %s\n", __func__,
 600                     ipsec_logsastr(sav, buf, sizeof(buf))));
 601                 m_freem(m);
 602                 return ENOBUFS;
 603         }
 604
 605         /* Verify AH header length. */
 606         hl = ah->ah_len * sizeof (u_int32_t);
 607         ahx = sav->tdb_authalgxform;
 608         authsize = AUTHSIZE(sav);
 609         if (hl != authsize + rplen - sizeof (struct ah)) {
 610                 DPRINTF(("%s: bad authenticator length %u (expecting %lu)"
 611                     " for packet in SA %s/%08lx\n", __func__, hl,
 612                     (u_long) (authsize + rplen - sizeof (struct ah)),
 613                     ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf, sizeof(buf)),
 614                     (u_long) ntohl(sav->spi)));
 615                 AHSTAT_INC(ahs_badauthl);
 616                 m_freem(m);
 617                 return EACCES;
 618         }
 619         AHSTAT_ADD(ahs_ibytes, m->m_pkthdr.len - skip - hl);
 620
 621         /* Get crypto descriptors. */
 622         crp = crypto_getreq(1);
 623         if (crp == NULL) {
 624                 DPRINTF(("%s: failed to acquire crypto descriptor\n",__func__));
 625                 AHSTAT_INC(ahs_crypto);
 626                 m_freem(m);
 627                 return ENOBUFS;
 628         }
 629
 630         crda = crp->crp_desc;
 631         IPSEC_ASSERT(crda != NULL, ("null crypto descriptor"));
 632
 633         crda->crd_skip = 0;
 634         crda->crd_len = m->m_pkthdr.len;
 635         crda->crd_inject = skip + rplen;
 636
 637         /* Authentication operation. */
 638         crda->crd_alg = ahx->type;
 639         crda->crd_klen = _KEYBITS(sav->key_auth);
 640         crda->crd_key = sav->key_auth->key_data;
 641
 642         /* Allocate IPsec-specific opaque crypto info. */
 643         tc = (struct tdb_crypto *) malloc(sizeof (struct tdb_crypto) +
 644             skip + rplen + authsize, M_XDATA, M_NOWAIT | M_ZERO);
 645         if (tc == NULL) {
 646                 DPRINTF(("%s: failed to allocate tdb_crypto\n", __func__));
 647                 AHSTAT_INC(ahs_crypto);
 648                 crypto_freereq(crp);
 649                 m_freem(m);
 650                 return ENOBUFS;
 651         }
 652
 653         /*
 654          * Save the authenticator, the skipped portion of the packet,
 655          * and the AH header.
 656          */
 657         m_copydata(m, 0, skip + rplen + authsize, (caddr_t)(tc+1));
 658
 659         /* Zeroize the authenticator on the packet. */
 660         m_copyback(m, skip + rplen, authsize, ipseczeroes);
 661
 662         /* "Massage" the packet headers for crypto processing. */
 663         error = ah_massage_headers(&m, sav->sah->saidx.dst.sa.sa_family,
 664             skip, ahx->type, 0);
 665         if (error != 0) {
 666                 /* NB: mbuf is free'd by ah_massage_headers */
 667                 AHSTAT_INC(ahs_hdrops);
 668                 free(tc, M_XDATA);
 669                 crypto_freereq(crp);
 670                 return (error);
 671         }
 672
 673         /* Crypto operation descriptor. */
 674         crp->crp_ilen = m->m_pkthdr.len; /* Total input length. */
 675         crp->crp_flags = CRYPTO_F_IMBUF | CRYPTO_F_CBIFSYNC;
 676         crp->crp_buf = (caddr_t) m;
 677         crp->crp_callback = ah_input_cb;
 678         crp->crp_sid = sav->tdb_cryptoid;
 679         crp->crp_opaque = (caddr_t) tc;
 680
 681         /* These are passed as-is to the callback. */
 682         tc->tc_spi = sav->spi;
 683         tc->tc_dst = sav->sah->saidx.dst;
 684         tc->tc_proto = sav->sah->saidx.proto;
 685         tc->tc_nxt = ah->ah_nxt;
 686         tc->tc_protoff = protoff;
 687         tc->tc_skip = skip;
 688         KEY_ADDREFSA(sav);
 689         tc->tc_sav = sav;
 690         return (crypto_dispatch(crp));
 691 }
 692
 693 /*
 694  * AH input callback from the crypto driver.
 695  */
 696 static int
 697 ah_input_cb(struct cryptop *crp)
 698 {
 699         char buf[INET6_ADDRSTRLEN];
 700         int rplen, error, skip, protoff;
 701         unsigned char calc[AH_ALEN_MAX];
 702         struct mbuf *m;
 703         struct cryptodesc *crd;
 704         struct auth_hash *ahx;
 705         struct tdb_crypto *tc;
 706         struct secasvar *sav;
 707         struct secasindex *saidx;
 708         u_int8_t nxt;
 709         caddr_t ptr;
 710         int authsize;
 711
 712         crd = crp->crp_desc;
 713
 714         tc = (struct tdb_crypto *) crp->crp_opaque;
 715         IPSEC_ASSERT(tc != NULL, ("null opaque crypto data area!"));
 716         skip = tc->tc_skip;
 717         nxt = tc->tc_nxt;
 718         protoff = tc->tc_protoff;
 719         m = (struct mbuf *) crp->crp_buf;
 720
 721         sav = tc->tc_sav;
 722         IPSEC_ASSERT(sav != NULL, ("null SA!"));
 723
 724         saidx = &sav->sah->saidx;
 725         IPSEC_ASSERT(saidx->dst.sa.sa_family == AF_INET ||
 726                 saidx->dst.sa.sa_family == AF_INET6,
 727                 ("unexpected protocol family %u", saidx->dst.sa.sa_family));
 728
 729         ahx = (struct auth_hash *) sav->tdb_authalgxform;
 730
 731         /* Check for crypto errors. */
 732         if (crp->crp_etype) {
 733                 if (sav->tdb_cryptoid != 0)
 734                         sav->tdb_cryptoid = crp->crp_sid;
 735
 736                 if (crp->crp_etype == EAGAIN)
 737                         return (crypto_dispatch(crp));
 738
 739                 AHSTAT_INC(ahs_noxform);
 740                 DPRINTF(("%s: crypto error %d\n", __func__, crp->crp_etype));
 741                 error = crp->crp_etype;
 742                 goto bad;
 743         } else {
 744                 AHSTAT_INC(ahs_hist[sav->alg_auth]);
 745                 crypto_freereq(crp);            /* No longer needed. */
 746                 crp = NULL;
 747         }
 748
 749         /* Shouldn't happen... */
 750         if (m == NULL) {
 751                 AHSTAT_INC(ahs_crypto);
 752                 DPRINTF(("%s: bogus returned buffer from crypto\n", __func__));
 753                 error = EINVAL;
 754                 goto bad;
 755         }
 756
 757         /* Figure out header size. */
 758         rplen = HDRSIZE(sav);
 759         authsize = AUTHSIZE(sav);
 760
 761         /* Copy authenticator off the packet. */
 762         m_copydata(m, skip + rplen, authsize, calc);
 763
 764         /* Verify authenticator. */
 765         ptr = (caddr_t) (tc + 1);
 766         if (bcmp(ptr + skip + rplen, calc, authsize)) {
 767                 DPRINTF(("%s: authentication hash mismatch for packet "
 768                     "in SA %s/%08lx\n", __func__,
 769                     ipsec_address(&saidx->dst, buf, sizeof(buf)),
 770                     (u_long) ntohl(sav->spi)));
 771                 AHSTAT_INC(ahs_badauth);
 772                 error = EACCES;
 773                 goto bad;
 774         }
 775         /* Fix the Next Protocol field. */
 776         ((u_int8_t *) ptr)[protoff] = nxt;
 777
 778         /* Copyback the saved (uncooked) network headers. */
 779         m_copyback(m, 0, skip, ptr);
 780         free(tc, M_XDATA), tc = NULL;                   /* No longer needed */
 781
 782         /*
 783          * Header is now authenticated.
 784          */
 785         m->m_flags |= M_AUTHIPHDR|M_AUTHIPDGM;
 786
 787         /*
 788          * Update replay sequence number, if appropriate.
 789          */
 790         if (sav->replay) {
 791                 u_int32_t seq;
 792
 793                 m_copydata(m, skip + offsetof(struct newah, ah_seq),
 794                            sizeof (seq), (caddr_t) &seq);
 795                 if (ipsec_updatereplay(ntohl(seq), sav)) {
 796                         AHSTAT_INC(ahs_replay);
 797                         error = ENOBUFS;                        /*XXX as above*/
 798                         goto bad;
 799                 }
 800         }
 801
 802         /*
 803          * Remove the AH header and authenticator from the mbuf.
 804          */
 805         error = m_striphdr(m, skip, rplen + authsize);
 806         if (error) {
 807                 DPRINTF(("%s: mangled mbuf chain for SA %s/%08lx\n", __func__,
 808                     ipsec_address(&saidx->dst, buf, sizeof(buf)),
 809                     (u_long) ntohl(sav->spi)));
 810                 AHSTAT_INC(ahs_hdrops);
 811                 goto bad;
 812         }
 813
 814         switch (saidx->dst.sa.sa_family) {
 815 #ifdef INET6
 816         case AF_INET6:
 817                 error = ipsec6_common_input_cb(m, sav, skip, protoff);
 818                 break;
 819 #endif
 820 #ifdef INET
 821         case AF_INET:
 822                 error = ipsec4_common_input_cb(m, sav, skip, protoff);
 823                 break;
 824 #endif
 825         default:
 826                 panic("%s: Unexpected address family: %d saidx=%p", __func__,
 827                     saidx->dst.sa.sa_family, saidx);
 828         }
 829
 830         KEY_FREESAV(&sav);
 831         return error;
 832 bad:
 833         if (sav)
 834                 KEY_FREESAV(&sav);
 835         if (m != NULL)
 836                 m_freem(m);
 837         if (tc != NULL)
 838                 free(tc, M_XDATA);
 839         if (crp != NULL)
 840                 crypto_freereq(crp);
 841         return error;
 842 }
 843
 844 /*
 845  * AH output routine, called by ipsec[46]_process_packet().
 846  */
 847 static int
 848 ah_output(struct mbuf *m, struct ipsecrequest *isr, struct mbuf **mp,
 849     int skip, int protoff)
 850 {
 851         char buf[INET6_ADDRSTRLEN];
 852         struct secasvar *sav;
 853         struct auth_hash *ahx;
 854         struct cryptodesc *crda;
 855         struct tdb_crypto *tc;
 856         struct mbuf *mi;
 857         struct cryptop *crp;
 858         u_int16_t iplen;
 859         int error, rplen, authsize, maxpacketsize, roff;
 860         u_int8_t prot;
 861         struct newah *ah;
 862
 863         sav = isr->sav;
 864         IPSEC_ASSERT(sav != NULL, ("null SA"));
 865         ahx = sav->tdb_authalgxform;
 866         IPSEC_ASSERT(ahx != NULL, ("null authentication xform"));
 867
 868         AHSTAT_INC(ahs_output);
 869
 870         /* Figure out header size. */
 871         rplen = HDRSIZE(sav);
 872
 873         /* Check for maximum packet size violations. */
 874         switch (sav->sah->saidx.dst.sa.sa_family) {
 875 #ifdef INET
 876         case AF_INET:
 877                 maxpacketsize = IP_MAXPACKET;
 878                 break;
 879 #endif /* INET */
 880 #ifdef INET6
 881         case AF_INET6:
 882                 maxpacketsize = IPV6_MAXPACKET;
 883                 break;
 884 #endif /* INET6 */
 885         default:
 886                 DPRINTF(("%s: unknown/unsupported protocol family %u, "
 887                     "SA %s/%08lx\n", __func__,
 888                     sav->sah->saidx.dst.sa.sa_family,
 889                     ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf, sizeof(buf)),
 890                     (u_long) ntohl(sav->spi)));
 891                 AHSTAT_INC(ahs_nopf);
 892                 error = EPFNOSUPPORT;
 893                 goto bad;
 894         }
 895         authsize = AUTHSIZE(sav);
 896         if (rplen + authsize + m->m_pkthdr.len > maxpacketsize) {
 897                 DPRINTF(("%s: packet in SA %s/%08lx got too big "
 898                     "(len %u, max len %u)\n", __func__,
 899                     ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf, sizeof(buf)),
 900                     (u_long) ntohl(sav->spi),
 901                     rplen + authsize + m->m_pkthdr.len, maxpacketsize));
 902                 AHSTAT_INC(ahs_toobig);
 903                 error = EMSGSIZE;
 904                 goto bad;
 905         }
 906
 907         /* Update the counters. */
 908         AHSTAT_ADD(ahs_obytes, m->m_pkthdr.len - skip);
 909
 910         m = m_unshare(m, M_NOWAIT);
 911         if (m == NULL) {
 912                 DPRINTF(("%s: cannot clone mbuf chain, SA %s/%08lx\n", __func__,
 913                     ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf, sizeof(buf)),
 914                     (u_long) ntohl(sav->spi)));
 915                 AHSTAT_INC(ahs_hdrops);
 916                 error = ENOBUFS;
 917                 goto bad;
 918         }
 919
 920         /* Inject AH header. */
 921         mi = m_makespace(m, skip, rplen + authsize, &roff);
 922         if (mi == NULL) {
 923                 DPRINTF(("%s: failed to inject %u byte AH header for SA "
 924                     "%s/%08lx\n", __func__,
 925                     rplen + authsize,
 926                     ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf, sizeof(buf)),
 927                     (u_long) ntohl(sav->spi)));
 928                 AHSTAT_INC(ahs_hdrops);         /*XXX differs from openbsd */
 929                 error = ENOBUFS;
 930                 goto bad;
 931         }
 932
 933         /*
 934          * The AH header is guaranteed by m_makespace() to be in
 935          * contiguous memory, at roff bytes offset into the returned mbuf.
 936          */
 937         ah = (struct newah *)(mtod(mi, caddr_t) + roff);
 938
 939         /* Initialize the AH header. */
 940         m_copydata(m, protoff, sizeof(u_int8_t), (caddr_t) &ah->ah_nxt);
 941         ah->ah_len = (rplen + authsize - sizeof(struct ah)) / sizeof(u_int32_t);
 942         ah->ah_reserve = 0;
 943         ah->ah_spi = sav->spi;
 944
 945         /* Zeroize authenticator. */
 946         m_copyback(m, skip + rplen, authsize, ipseczeroes);
 947
 948         /* Insert packet replay counter, as requested.  */
 949         if (sav->replay) {
 950                 if (sav->replay->count == ~0 &&
 951                     (sav->flags & SADB_X_EXT_CYCSEQ) == 0) {
 952                         DPRINTF(("%s: replay counter wrapped for SA %s/%08lx\n",
 953                             __func__, ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf,
 954                             sizeof(buf)), (u_long) ntohl(sav->spi)));
 955                         AHSTAT_INC(ahs_wrap);
 956                         error = EINVAL;
 957                         goto bad;
 958                 }
 959 #ifdef REGRESSION
 960                 /* Emulate replay attack when ipsec_replay is TRUE. */
 961                 if (!V_ipsec_replay)
 962 #endif
 963                         sav->replay->count++;
 964                 ah->ah_seq = htonl(sav->replay->count);
 965         }
 966
 967         /* Get crypto descriptors. */
 968         crp = crypto_getreq(1);
 969         if (crp == NULL) {
 970                 DPRINTF(("%s: failed to acquire crypto descriptors\n",
 971                         __func__));
 972                 AHSTAT_INC(ahs_crypto);
 973                 error = ENOBUFS;
 974                 goto bad;
 975         }
 976
 977         crda = crp->crp_desc;
 978
 979         crda->crd_skip = 0;
 980         crda->crd_inject = skip + rplen;
 981         crda->crd_len = m->m_pkthdr.len;
 982
 983         /* Authentication operation. */
 984         crda->crd_alg = ahx->type;
 985         crda->crd_key = sav->key_auth->key_data;
 986         crda->crd_klen = _KEYBITS(sav->key_auth);
 987
 988         /* Allocate IPsec-specific opaque crypto info. */
 989         tc = (struct tdb_crypto *) malloc(
 990                 sizeof(struct tdb_crypto) + skip, M_XDATA, M_NOWAIT|M_ZERO);
 991         if (tc == NULL) {
 992                 crypto_freereq(crp);
 993                 DPRINTF(("%s: failed to allocate tdb_crypto\n", __func__));
 994                 AHSTAT_INC(ahs_crypto);
 995                 error = ENOBUFS;
 996                 goto bad;
 997         }
 998
 999         /* Save the skipped portion of the packet. */
1000         m_copydata(m, 0, skip, (caddr_t) (tc + 1));
1001
1002         /*
1003          * Fix IP header length on the header used for
1004          * authentication. We don't need to fix the original
1005          * header length as it will be fixed by our caller.
1006          */
1007         switch (sav->sah->saidx.dst.sa.sa_family) {
1008 #ifdef INET
1009         case AF_INET:
1010                 bcopy(((caddr_t)(tc + 1)) +
1011                     offsetof(struct ip, ip_len),
1012                     (caddr_t) &iplen, sizeof(u_int16_t));
1013                 iplen = htons(ntohs(iplen) + rplen + authsize);
1014                 m_copyback(m, offsetof(struct ip, ip_len),
1015                     sizeof(u_int16_t), (caddr_t) &iplen);
1016                 break;
1017 #endif /* INET */
1018
1019 #ifdef INET6
1020         case AF_INET6:
1021                 bcopy(((caddr_t)(tc + 1)) +
1022                     offsetof(struct ip6_hdr, ip6_plen),
1023                     (caddr_t) &iplen, sizeof(u_int16_t));
1024                 iplen = htons(ntohs(iplen) + rplen + authsize);
1025                 m_copyback(m, offsetof(struct ip6_hdr, ip6_plen),
1026                     sizeof(u_int16_t), (caddr_t) &iplen);
1027                 break;
1028 #endif /* INET6 */
1029         }
1030
1031         /* Fix the Next Header field in saved header. */
1032         ((u_int8_t *) (tc + 1))[protoff] = IPPROTO_AH;
1033
1034         /* Update the Next Protocol field in the IP header. */
1035         prot = IPPROTO_AH;
1036         m_copyback(m, protoff, sizeof(u_int8_t), (caddr_t) &prot);
1037
1038         /* "Massage" the packet headers for crypto processing. */
1039         error = ah_massage_headers(&m, sav->sah->saidx.dst.sa.sa_family,
1040                         skip, ahx->type, 1);
1041         if (error != 0) {
1042                 m = NULL;       /* mbuf was free'd by ah_massage_headers. */
1043                 free(tc, M_XDATA);
1044                 crypto_freereq(crp);
1045                 goto bad;
1046         }
1047
1048         /* Crypto operation descriptor. */
1049         crp->crp_ilen = m->m_pkthdr.len; /* Total input length. */
1050         crp->crp_flags = CRYPTO_F_IMBUF | CRYPTO_F_CBIFSYNC;
1051         crp->crp_buf = (caddr_t) m;
1052         crp->crp_callback = ah_output_cb;
1053         crp->crp_sid = sav->tdb_cryptoid;
1054         crp->crp_opaque = (caddr_t) tc;
1055
1056         /* These are passed as-is to the callback. */
1057         tc->tc_isr = isr;
1058         KEY_ADDREFSA(sav);
1059         tc->tc_sav = sav;
1060         tc->tc_spi = sav->spi;
1061         tc->tc_dst = sav->sah->saidx.dst;
1062         tc->tc_proto = sav->sah->saidx.proto;
1063         tc->tc_skip = skip;
1064         tc->tc_protoff = protoff;
1065
1066         return crypto_dispatch(crp);
1067 bad:
1068         if (m)
1069                 m_freem(m);
1070         return (error);
1071 }
1072
1073 /*
1074  * AH output callback from the crypto driver.
1075  */
1076 static int
1077 ah_output_cb(struct cryptop *crp)
1078 {
1079         int skip, protoff, error;
1080         struct tdb_crypto *tc;
1081         struct ipsecrequest *isr;
1082         struct secasvar *sav;
1083         struct mbuf *m;
1084         caddr_t ptr;
1085
1086         tc = (struct tdb_crypto *) crp->crp_opaque;
1087         IPSEC_ASSERT(tc != NULL, ("null opaque data area!"));
1088         skip = tc->tc_skip;
1089         protoff = tc->tc_protoff;
1090         ptr = (caddr_t) (tc + 1);
1091         m = (struct mbuf *) crp->crp_buf;
1092
1093         isr = tc->tc_isr;
1094         IPSEC_ASSERT(isr->sp != NULL, ("NULL isr->sp"));
1095         IPSECREQUEST_LOCK(isr);
1096         sav = tc->tc_sav;
1097         /* With the isr lock released SA pointer can be updated. */
1098         if (sav != isr->sav) {
1099                 AHSTAT_INC(ahs_notdb);
1100                 DPRINTF(("%s: SA expired while in crypto\n", __func__));
1101                 error = ENOBUFS;                /*XXX*/
1102                 goto bad;
1103         }
1104
1105         /* Check for crypto errors. */
1106         if (crp->crp_etype) {
1107                 if (sav->tdb_cryptoid != 0)
1108                         sav->tdb_cryptoid = crp->crp_sid;
1109
1110                 if (crp->crp_etype == EAGAIN) {
1111                         IPSECREQUEST_UNLOCK(isr);
1112                         return (crypto_dispatch(crp));
1113                 }
1114
1115                 AHSTAT_INC(ahs_noxform);
1116                 DPRINTF(("%s: crypto error %d\n", __func__, crp->crp_etype));
1117                 error = crp->crp_etype;
1118                 goto bad;
1119         }
1120
1121         /* Shouldn't happen... */
1122         if (m == NULL) {
1123                 AHSTAT_INC(ahs_crypto);
1124                 DPRINTF(("%s: bogus returned buffer from crypto\n", __func__));
1125                 error = EINVAL;
1126                 goto bad;
1127         }
1128         AHSTAT_INC(ahs_hist[sav->alg_auth]);
1129
1130         /*
1131          * Copy original headers (with the new protocol number) back
1132          * in place.
1133          */
1134         m_copyback(m, 0, skip, ptr);
1135
1136         /* No longer needed. */
1137         free(tc, M_XDATA);
1138         crypto_freereq(crp);
1139
1140 #ifdef REGRESSION
1141         /* Emulate man-in-the-middle attack when ipsec_integrity is TRUE. */
1142         if (V_ipsec_integrity) {
1143                 int alen;
1144
1145                 /*
1146                  * Corrupt HMAC if we want to test integrity verification of
1147                  * the other side.
1148                  */
1149                 alen = AUTHSIZE(sav);
1150                 m_copyback(m, m->m_pkthdr.len - alen, alen, ipseczeroes);
1151         }
1152 #endif
1153
1154         /* NB: m is reclaimed by ipsec_process_done. */
1155         error = ipsec_process_done(m, isr);
1156         KEY_FREESAV(&sav);
1157         IPSECREQUEST_UNLOCK(isr);
1158         KEY_FREESP(&isr->sp);
1159         return (error);
1160 bad:
1161         if (sav)
1162                 KEY_FREESAV(&sav);
1163         IPSECREQUEST_UNLOCK(isr);
1164         KEY_FREESP(&isr->sp);
1165         if (m)
1166                 m_freem(m);
1167         free(tc, M_XDATA);
1168         crypto_freereq(crp);
1169         return (error);
1170 }
1171
1172 static struct xformsw ah_xformsw = {
1173         XF_AH,          XFT_AUTH,       "IPsec AH",
1174         ah_init,        ah_zeroize,     ah_input,       ah_output,
1175 };
1176
1177 static void
1178 ah_attach(void)
1179 {
1180
1181         xform_register(&ah_xformsw);
1182 }
1183
1184 SYSINIT(ah_xform_init, SI_SUB_PROTO_DOMAIN, SI_ORDER_MIDDLE, ah_attach, NULL);