crypto/openssh/auth-rsa.c

   1 /* $OpenBSD: auth-rsa.c,v 1.86 2014/01/27 19:18:54 markus Exp $ */
   2 /*
   3  * Author: Tatu Ylonen <ylo@cs.hut.fi>
   4  * Copyright (c) 1995 Tatu Ylonen <ylo@cs.hut.fi>, Espoo, Finland
   5  *                    All rights reserved
   6  * RSA-based authentication.  This code determines whether to admit a login
   7  * based on RSA authentication.  This file also contains functions to check
   8  * validity of the host key.
   9  *
  10  * As far as I am concerned, the code I have written for this software
  11  * can be used freely for any purpose.  Any derived versions of this
  12  * software must be clearly marked as such, and if the derived work is
  13  * incompatible with the protocol description in the RFC file, it must be
  14  * called by a name other than "ssh" or "Secure Shell".
  15  */
  16
  17 #include "includes.h"
  18
  19 #include <sys/types.h>
  20 #include <sys/stat.h>
  21
  22 #include <openssl/rsa.h>
  23
  24 #include <pwd.h>
  25 #include <stdio.h>
  26 #include <stdarg.h>
  27 #include <string.h>
  28
  29 #include "xmalloc.h"
  30 #include "rsa.h"
  31 #include "packet.h"
  32 #include "ssh1.h"
  33 #include "uidswap.h"
  34 #include "match.h"
  35 #include "buffer.h"
  36 #include "pathnames.h"
  37 #include "log.h"
  38 #include "servconf.h"
  39 #include "key.h"
  40 #include "auth-options.h"
  41 #include "hostfile.h"
  42 #include "auth.h"
  43 #ifdef GSSAPI
  44 #include "ssh-gss.h"
  45 #endif
  46 #include "monitor_wrap.h"
  47 #include "ssh.h"
  48 #include "misc.h"
  49
  50 #include "digest.h"
  51
  52 /* import */
  53 extern ServerOptions options;
  54
  55 /*
  56  * Session identifier that is used to bind key exchange and authentication
  57  * responses to a particular session.
  58  */
  59 extern u_char session_id[16];
  60
  61 /*
  62  * The .ssh/authorized_keys file contains public keys, one per line, in the
  63  * following format:
  64  *   options bits e n comment
  65  * where bits, e and n are decimal numbers,
  66  * and comment is any string of characters up to newline.  The maximum
  67  * length of a line is SSH_MAX_PUBKEY_BYTES characters.  See sshd(8) for a
  68  * description of the options.
  69  */
  70
  71 BIGNUM *
  72 auth_rsa_generate_challenge(Key *key)
  73 {
  74         BIGNUM *challenge;
  75         BN_CTX *ctx;
  76
  77         if ((challenge = BN_new()) == NULL)
  78                 fatal("auth_rsa_generate_challenge: BN_new() failed");
  79         /* Generate a random challenge. */
  80         if (BN_rand(challenge, 256, 0, 0) == 0)
  81                 fatal("auth_rsa_generate_challenge: BN_rand failed");
  82         if ((ctx = BN_CTX_new()) == NULL)
  83                 fatal("auth_rsa_generate_challenge: BN_CTX_new failed");
  84         if (BN_mod(challenge, challenge, key->rsa->n, ctx) == 0)
  85                 fatal("auth_rsa_generate_challenge: BN_mod failed");
  86         BN_CTX_free(ctx);
  87
  88         return challenge;
  89 }
  90
  91 int
  92 auth_rsa_verify_response(Key *key, BIGNUM *challenge, u_char response[16])
  93 {
  94         u_char buf[32], mdbuf[16];
  95         struct ssh_digest_ctx *md;
  96         int len;
  97
  98         /* don't allow short keys */
  99         if (BN_num_bits(key->rsa->n) < SSH_RSA_MINIMUM_MODULUS_SIZE) {
 100                 error("%s: RSA modulus too small: %d < minimum %d bits",
 101                     __func__,
 102                     BN_num_bits(key->rsa->n), SSH_RSA_MINIMUM_MODULUS_SIZE);
 103                 return (0);
 104         }
 105
 106         /* The response is MD5 of decrypted challenge plus session id. */
 107         len = BN_num_bytes(challenge);
 108         if (len <= 0 || len > 32)
 109                 fatal("%s: bad challenge length %d", __func__, len);
 110         memset(buf, 0, 32);
 111         BN_bn2bin(challenge, buf + 32 - len);
 112         if ((md = ssh_digest_start(SSH_DIGEST_MD5)) == NULL ||
 113             ssh_digest_update(md, buf, 32) < 0 ||
 114             ssh_digest_update(md, session_id, 16) < 0 ||
 115             ssh_digest_final(md, mdbuf, sizeof(mdbuf)) < 0)
 116                 fatal("%s: md5 failed", __func__);
 117         ssh_digest_free(md);
 118
 119         /* Verify that the response is the original challenge. */
 120         if (timingsafe_bcmp(response, mdbuf, 16) != 0) {
 121                 /* Wrong answer. */
 122                 return (0);
 123         }
 124         /* Correct answer. */
 125         return (1);
 126 }
 127
 128 /*
 129  * Performs the RSA authentication challenge-response dialog with the client,
 130  * and returns true (non-zero) if the client gave the correct answer to
 131  * our challenge; returns zero if the client gives a wrong answer.
 132  */
 133
 134 int
 135 auth_rsa_challenge_dialog(Key *key)
 136 {
 137         BIGNUM *challenge, *encrypted_challenge;
 138         u_char response[16];
 139         int i, success;
 140
 141         if ((encrypted_challenge = BN_new()) == NULL)
 142                 fatal("auth_rsa_challenge_dialog: BN_new() failed");
 143
 144         challenge = PRIVSEP(auth_rsa_generate_challenge(key));
 145
 146         /* Encrypt the challenge with the public key. */
 147         rsa_public_encrypt(encrypted_challenge, challenge, key->rsa);
 148
 149         /* Send the encrypted challenge to the client. */
 150         packet_start(SSH_SMSG_AUTH_RSA_CHALLENGE);
 151         packet_put_bignum(encrypted_challenge);
 152         packet_send();
 153         BN_clear_free(encrypted_challenge);
 154         packet_write_wait();
 155
 156         /* Wait for a response. */
 157         packet_read_expect(SSH_CMSG_AUTH_RSA_RESPONSE);
 158         for (i = 0; i < 16; i++)
 159                 response[i] = (u_char)packet_get_char();
 160         packet_check_eom();
 161
 162         success = PRIVSEP(auth_rsa_verify_response(key, challenge, response));
 163         BN_clear_free(challenge);
 164         return (success);
 165 }
 166
 167 static int
 168 rsa_key_allowed_in_file(struct passwd *pw, char *file,
 169     const BIGNUM *client_n, Key **rkey)
 170 {
 171         char *fp, line[SSH_MAX_PUBKEY_BYTES];
 172         int allowed = 0, bits;
 173         FILE *f;
 174         u_long linenum = 0;
 175         Key *key;
 176
 177         debug("trying public RSA key file %s", file);
 178         if ((f = auth_openkeyfile(file, pw, options.strict_modes)) == NULL)
 179                 return 0;
 180
 181         /*
 182          * Go though the accepted keys, looking for the current key.  If
 183          * found, perform a challenge-response dialog to verify that the
 184          * user really has the corresponding private key.
 185          */
 186         key = key_new(KEY_RSA1);
 187         while (read_keyfile_line(f, file, line, sizeof(line), &linenum) != -1) {
 188                 char *cp;
 189                 char *key_options;
 190                 int keybits;
 191
 192                 /* Skip leading whitespace, empty and comment lines. */
 193                 for (cp = line; *cp == ' ' || *cp == '\t'; cp++)
 194                         ;
 195                 if (!*cp || *cp == '\n' || *cp == '#')
 196                         continue;
 197
 198                 /*
 199                  * Check if there are options for this key, and if so,
 200                  * save their starting address and skip the option part
 201                  * for now.  If there are no options, set the starting
 202                  * address to NULL.
 203                  */
 204                 if (*cp < '0' || *cp > '9') {
 205                         int quoted = 0;
 206                         key_options = cp;
 207                         for (; *cp && (quoted || (*cp != ' ' && *cp != '\t')); cp++) {
 208                                 if (*cp == '\\' && cp[1] == '"')
 209                                         cp++;   /* Skip both */
 210                                 else if (*cp == '"')
 211                                         quoted = !quoted;
 212                         }
 213                 } else
 214                         key_options = NULL;
 215
 216                 /* Parse the key from the line. */
 217                 if (hostfile_read_key(&cp, &bits, key) == 0) {
 218                         debug("%.100s, line %lu: non ssh1 key syntax",
 219                             file, linenum);
 220                         continue;
 221                 }
 222                 /* cp now points to the comment part. */
 223
 224                 /*
 225                  * Check if the we have found the desired key (identified
 226                  * by its modulus).
 227                  */
 228                 if (BN_cmp(key->rsa->n, client_n) != 0)
 229                         continue;
 230
 231                 /* check the real bits  */
 232                 keybits = BN_num_bits(key->rsa->n);
 233                 if (keybits < 0 || bits != keybits)
 234                         logit("Warning: %s, line %lu: keysize mismatch: "
 235                             "actual %d vs. announced %d.",
 236                             file, linenum, BN_num_bits(key->rsa->n), bits);
 237
 238                 fp = key_fingerprint(key, SSH_FP_MD5, SSH_FP_HEX);
 239                 debug("matching key found: file %s, line %lu %s %s",
 240                     file, linenum, key_type(key), fp);
 241                 free(fp);
 242
 243                 /* Never accept a revoked key */
 244                 if (auth_key_is_revoked(key))
 245                         break;
 246
 247                 /* We have found the desired key. */
 248                 /*
 249                  * If our options do not allow this key to be used,
 250                  * do not send challenge.
 251                  */
 252                 if (!auth_parse_options(pw, key_options, file, linenum))
 253                         continue;
 254                 if (key_is_cert_authority)
 255                         continue;
 256                 /* break out, this key is allowed */
 257                 allowed = 1;
 258                 break;
 259         }
 260
 261         /* Close the file. */
 262         fclose(f);
 263
 264         /* return key if allowed */
 265         if (allowed && rkey != NULL)
 266                 *rkey = key;
 267         else
 268                 key_free(key);
 269
 270         return allowed;
 271 }
 272
 273 /*
 274  * check if there's user key matching client_n,
 275  * return key if login is allowed, NULL otherwise
 276  */
 277
 278 int
 279 auth_rsa_key_allowed(struct passwd *pw, BIGNUM *client_n, Key **rkey)
 280 {
 281         char *file;
 282         u_int i, allowed = 0;
 283
 284         temporarily_use_uid(pw);
 285
 286         for (i = 0; !allowed && i < options.num_authkeys_files; i++) {
 287                 if (strcasecmp(options.authorized_keys_files[i], "none") == 0)
 288                         continue;
 289                 file = expand_authorized_keys(
 290                     options.authorized_keys_files[i], pw);
 291                 allowed = rsa_key_allowed_in_file(pw, file, client_n, rkey);
 292                 free(file);
 293         }
 294
 295         restore_uid();
 296
 297         return allowed;
 298 }
 299
 300 /*
 301  * Performs the RSA authentication dialog with the client.  This returns
 302  * 0 if the client could not be authenticated, and 1 if authentication was
 303  * successful.  This may exit if there is a serious protocol violation.
 304  */
 305 int
 306 auth_rsa(Authctxt *authctxt, BIGNUM *client_n)
 307 {
 308         Key *key;
 309         struct passwd *pw = authctxt->pw;
 310
 311         /* no user given */
 312         if (!authctxt->valid)
 313                 return 0;
 314
 315         if (!PRIVSEP(auth_rsa_key_allowed(pw, client_n, &key))) {
 316                 auth_clear_options();
 317                 return (0);
 318         }
 319
 320         /* Perform the challenge-response dialog for this key. */
 321         if (!auth_rsa_challenge_dialog(key)) {
 322                 /* Wrong response. */
 323                 verbose("Wrong response to RSA authentication challenge.");
 324                 packet_send_debug("Wrong response to RSA authentication challenge.");
 325                 /*
 326                  * Break out of the loop. Otherwise we might send
 327                  * another challenge and break the protocol.
 328                  */
 329                 key_free(key);
 330                 return (0);
 331         }
 332         /*
 333          * Correct response.  The client has been successfully
 334          * authenticated. Note that we have not yet processed the
 335          * options; this will be reset if the options cause the
 336          * authentication to be rejected.
 337          */
 338         pubkey_auth_info(authctxt, key, NULL);
 339
 340         packet_send_debug("RSA authentication accepted.");
 341         return (1);
 342 }