source/lib/util/genrand.c

   1 /*
   2    Unix SMB/CIFS implementation.
   3
   4    Functions to create reasonable random numbers for crypto use.
   5
   6    Copyright (C) Jeremy Allison 2001
   7
   8    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9    it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  11    (at your option) any later version.
  12
  13    This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16    GNU General Public License for more details.
  17
  18    You should have received a copy of the GNU General Public License
  19    along with this program; if not, write to the Free Software
  20    Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  21 */
  22
  23 #include "includes.h"
  24 #include "system/iconv.h"
  25 #include "system/filesys.h"
  26 #include "lib/crypto/crypto.h"
  27
  28 /**
  29  * @file
  30  * @brief Random number generation
  31  */
  32
  33 static unsigned char hash[258];
  34 static uint32_t counter;
  35
  36 static BOOL done_reseed = False;
  37 static void (*reseed_callback)(int *newseed);
  38
  39 /**
  40  Copy any user given reseed data.
  41 **/
  42
  43 void set_rand_reseed_callback(void (*fn)(int *))
  44 {
  45         reseed_callback = fn;
  46         set_need_random_reseed();
  47 }
  48
  49 void set_need_random_reseed(void)
  50 {
  51         done_reseed = False;
  52 }
  53
  54 static void get_rand_reseed_data(int *reseed_data)
  55 {
  56         if (reseed_callback) {
  57                 reseed_callback(reseed_data);
  58         } else {
  59                 *reseed_data = 0;
  60         }
  61 }
  62
  63 /****************************************************************
  64  Setup the seed.
  65 *****************************************************************/
  66
  67 static void seed_random_stream(unsigned char *seedval, size_t seedlen)
  68 {
  69         unsigned char j = 0;
  70         size_t ind;
  71
  72         for (ind = 0; ind < 256; ind++)
  73                 hash[ind] = (unsigned char)ind;
  74
  75         for( ind = 0; ind < 256; ind++) {
  76                 unsigned char tc;
  77
  78                 j += (hash[ind] + seedval[ind%seedlen]);
  79
  80                 tc = hash[ind];
  81                 hash[ind] = hash[j];
  82                 hash[j] = tc;
  83         }
  84
  85         hash[256] = 0;
  86         hash[257] = 0;
  87 }
  88
  89 /****************************************************************
  90  Get datasize bytes worth of random data.
  91 *****************************************************************/
  92
  93 static void get_random_stream(unsigned char *data, size_t datasize)
  94 {
  95         unsigned char index_i = hash[256];
  96         unsigned char index_j = hash[257];
  97         size_t ind;
  98
  99         for( ind = 0; ind < datasize; ind++) {
 100                 unsigned char tc;
 101                 unsigned char t;
 102
 103                 index_i++;
 104                 index_j += hash[index_i];
 105
 106                 tc = hash[index_i];
 107                 hash[index_i] = hash[index_j];
 108                 hash[index_j] = tc;
 109
 110                 t = hash[index_i] + hash[index_j];
 111                 data[ind] = hash[t];
 112         }
 113
 114         hash[256] = index_i;
 115         hash[257] = index_j;
 116 }
 117
 118 /****************************************************************
 119  Get a 16 byte hash from the contents of a file.
 120
 121  Note that the hash is initialised, because the extra entropy is not
 122  worth the valgrind pain.
 123 *****************************************************************/
 124
 125 static void do_filehash(const char *fname, unsigned char *the_hash)
 126 {
 127         unsigned char buf[1011]; /* deliberate weird size */
 128         unsigned char tmp_md4[16];
 129         int fd, n;
 130
 131         ZERO_STRUCT(tmp_md4);
 132
 133         fd = open(fname,O_RDONLY,0);
 134         if (fd == -1)
 135                 return;
 136
 137         while ((n = read(fd, (char *)buf, sizeof(buf))) > 0) {
 138                 mdfour(tmp_md4, buf, n);
 139                 for (n=0;n<16;n++)
 140                         the_hash[n] ^= tmp_md4[n];
 141         }
 142         close(fd);
 143 }
 144
 145 /**************************************************************
 146  Try and get a good random number seed. Try a number of
 147  different factors. Firstly, try /dev/urandom - use if exists.
 148
 149  We use /dev/urandom as a read of /dev/random can block if
 150  the entropy pool dries up. This leads clients to timeout
 151  or be very slow on connect.
 152
 153  If we can't use /dev/urandom then seed the stream random generator
 154  above...
 155 **************************************************************/
 156
 157 static int do_reseed(BOOL use_fd, int fd)
 158 {
 159         unsigned char seed_inbuf[40];
 160         uint32_t v1, v2; struct timeval tval; pid_t mypid;
 161         int reseed_data = 0;
 162
 163         if (use_fd) {
 164                 if (fd != -1)
 165                         return fd;
 166
 167                 fd = open( "/dev/urandom", O_RDONLY,0);
 168                 if(fd >= 0)
 169                         return fd;
 170         }
 171
 172         /* Add in some secret file contents */
 173
 174         do_filehash("/etc/shadow", &seed_inbuf[0]);
 175
 176         /*
 177          * Add the counter, time of day, and pid.
 178          */
 179
 180         GetTimeOfDay(&tval);
 181         mypid = getpid();
 182         v1 = (counter++) + mypid + tval.tv_sec;
 183         v2 = (counter++) * mypid + tval.tv_usec;
 184
 185         SIVAL(seed_inbuf, 32, v1 ^ IVAL(seed_inbuf, 32));
 186         SIVAL(seed_inbuf, 36, v2 ^ IVAL(seed_inbuf, 36));
 187
 188         /*
 189          * Add any user-given reseed data.
 190          */
 191
 192         get_rand_reseed_data(&reseed_data);
 193         if (reseed_data) {
 194                 size_t i;
 195                 for (i = 0; i < sizeof(seed_inbuf); i++)
 196                         seed_inbuf[i] ^= ((char *)(&reseed_data))[i % sizeof(reseed_data)];
 197         }
 198
 199         seed_random_stream(seed_inbuf, sizeof(seed_inbuf));
 200
 201         return -1;
 202 }
 203
 204 /**
 205  Interface to the (hopefully) good crypto random number generator.
 206 **/
 207 void generate_random_buffer(uint8_t *out, int len)
 208 {
 209         static int urand_fd = -1;
 210         unsigned char md4_buf[64];
 211         unsigned char tmp_buf[16];
 212         unsigned char *p;
 213
 214         if(!done_reseed) {
 215                 urand_fd = do_reseed(True, urand_fd);
 216                 done_reseed = True;
 217         }
 218
 219         if (urand_fd != -1 && len > 0) {
 220
 221                 if (read(urand_fd, out, len) == len)
 222                         return; /* len bytes of random data read from urandom. */
 223
 224                 /* Read of urand error, drop back to non urand method. */
 225                 close(urand_fd);
 226                 urand_fd = -1;
 227                 do_reseed(False, -1);
 228                 done_reseed = True;
 229         }
 230
 231         /*
 232          * Generate random numbers in chunks of 64 bytes,
 233          * then md4 them & copy to the output buffer.
 234          * This way the raw state of the stream is never externally
 235          * seen.
 236          */
 237
 238         p = out;
 239         while(len > 0) {
 240                 int copy_len = len > 16 ? 16 : len;
 241
 242                 get_random_stream(md4_buf, sizeof(md4_buf));
 243                 mdfour(tmp_buf, md4_buf, sizeof(md4_buf));
 244                 memcpy(p, tmp_buf, copy_len);
 245                 p += copy_len;
 246                 len -= copy_len;
 247         }
 248 }
 249
 250 /**
 251   generate a single random uint32_t
 252 **/
 253 uint32_t generate_random(void)
 254 {
 255         uint8_t v[4];
 256         generate_random_buffer(v, 4);
 257         return IVAL(v, 0);
 258 }
 259
 260
 261 /**
 262   very basic password quality checker
 263 **/
 264 BOOL check_password_quality(const char *s)
 265 {
 266         int has_digit=0, has_capital=0, has_lower=0;
 267         while (*s) {
 268                 if (isdigit((unsigned char)*s)) {
 269                         has_digit++;
 270                 } else if (isupper((unsigned char)*s)) {
 271                         has_capital++;
 272                 } else if (islower((unsigned char)*s)) {
 273                         has_lower++;
 274                 }
 275                 s++;
 276         }
 277
 278         return has_digit && has_lower && has_capital;
 279 }
 280
 281 /**
 282  Use the random number generator to generate a random string.
 283 **/
 284
 285 char *generate_random_str_list(TALLOC_CTX *mem_ctx, size_t len, const char *list)
 286 {
 287         size_t i;
 288         size_t list_len = strlen(list);
 289
 290         char *retstr = talloc_array(mem_ctx, char, len + 1);
 291         if (!retstr) return NULL;
 292
 293         generate_random_buffer((uint8_t *)retstr, len);
 294         for (i = 0; i < len; i++) {
 295                 retstr[i] = list[retstr[i] % list_len];
 296         }
 297         retstr[i] = '\0';
 298
 299         return retstr;
 300 }
 301
 302 char *generate_random_str(TALLOC_CTX *mem_ctx, size_t len)
 303 {
 304         char *retstr;
 305         const char *c_list = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+_-#.,";
 306
 307 again:
 308         retstr = generate_random_str_list(mem_ctx, len, c_list);
 309         if (!retstr) return NULL;
 310
 311         /* we need to make sure the random string passes basic quality tests
 312            or it might be rejected by windows as a password */
 313         if (len >= 7 && !check_password_quality(retstr)) {
 314                 talloc_free(retstr);
 315                 goto again;
 316         }
 317
 318         return retstr;
 319 }