Branch data Line data Source code
1 : : /*
2 : : * Syncookies implementation for the Linux kernel
3 : : *
4 : : * Copyright (C) 1997 Andi Kleen
5 : : * Based on ideas by D.J.Bernstein and Eric Schenk.
6 : : *
7 : : * This program is free software; you can redistribute it and/or
8 : : * modify it under the terms of the GNU General Public License
9 : : * as published by the Free Software Foundation; either version
10 : : * 2 of the License, or (at your option) any later version.
11 : : */
12 : :
13 : : #include <linux/tcp.h>
14 : : #include <linux/slab.h>
15 : : #include <linux/random.h>
16 : : #include <linux/cryptohash.h>
17 : : #include <linux/kernel.h>
18 : : #include <linux/export.h>
19 : : #include <net/tcp.h>
20 : : #include <net/route.h>
21 : :
22 : : /* Timestamps: lowest bits store TCP options */
23 : : #define TSBITS 6
24 : : #define TSMASK (((__u32)1 << TSBITS) - 1)
25 : :
26 : : extern int sysctl_tcp_syncookies;
27 : :
28 : : static u32 syncookie_secret[2][16-4+SHA_DIGEST_WORDS];
29 : :
30 : : #define COOKIEBITS 24 /* Upper bits store count */
31 : : #define COOKIEMASK (((__u32)1 << COOKIEBITS) - 1)
32 : :
33 : : static DEFINE_PER_CPU(__u32 [16 + 5 + SHA_WORKSPACE_WORDS],
34 : : ipv4_cookie_scratch);
35 : :
36 : 0 : static u32 cookie_hash(__be32 saddr, __be32 daddr, __be16 sport, __be16 dport,
37 : : u32 count, int c)
38 : : {
39 : : __u32 *tmp;
40 : :
41 [ # # ]: 0 : net_get_random_once(syncookie_secret, sizeof(syncookie_secret));
42 : :
43 : 0 : tmp = __get_cpu_var(ipv4_cookie_scratch);
44 : 0 : memcpy(tmp + 4, syncookie_secret[c], sizeof(syncookie_secret[c]));
45 : 0 : tmp[0] = (__force u32)saddr;
46 : 0 : tmp[1] = (__force u32)daddr;
47 : 0 : tmp[2] = ((__force u32)sport << 16) + (__force u32)dport;
48 : 0 : tmp[3] = count;
49 : 0 : sha_transform(tmp + 16, (__u8 *)tmp, tmp + 16 + 5);
50 : :
51 : 0 : return tmp[17];
52 : : }
53 : :
54 : :
55 : : /*
56 : : * when syncookies are in effect and tcp timestamps are enabled we encode
57 : : * tcp options in the lower bits of the timestamp value that will be
58 : : * sent in the syn-ack.
59 : : * Since subsequent timestamps use the normal tcp_time_stamp value, we
60 : : * must make sure that the resulting initial timestamp is <= tcp_time_stamp.
61 : : */
62 : 0 : __u32 cookie_init_timestamp(struct request_sock *req)
63 : : {
64 : : struct inet_request_sock *ireq;
65 : 0 : u32 ts, ts_now = tcp_time_stamp;
66 : : u32 options = 0;
67 : :
68 : : ireq = inet_rsk(req);
69 : :
70 [ # # ]: 0 : options = ireq->wscale_ok ? ireq->snd_wscale : 0xf;
71 : 0 : options |= ireq->sack_ok << 4;
72 : 0 : options |= ireq->ecn_ok << 5;
73 : :
74 : 0 : ts = ts_now & ~TSMASK;
75 : 0 : ts |= options;
76 [ # # ]: 0 : if (ts > ts_now) {
77 : 0 : ts >>= TSBITS;
78 : 0 : ts--;
79 : 0 : ts <<= TSBITS;
80 : 0 : ts |= options;
81 : : }
82 : 0 : return ts;
83 : : }
84 : :
85 : :
86 : 0 : static __u32 secure_tcp_syn_cookie(__be32 saddr, __be32 daddr, __be16 sport,
87 : : __be16 dport, __u32 sseq, __u32 data)
88 : : {
89 : : /*
90 : : * Compute the secure sequence number.
91 : : * The output should be:
92 : : * HASH(sec1,saddr,sport,daddr,dport,sec1) + sseq + (count * 2^24)
93 : : * + (HASH(sec2,saddr,sport,daddr,dport,count,sec2) % 2^24).
94 : : * Where sseq is their sequence number and count increases every
95 : : * minute by 1.
96 : : * As an extra hack, we add a small "data" value that encodes the
97 : : * MSS into the second hash value.
98 : : */
99 : : u32 count = tcp_cookie_time();
100 : 0 : return (cookie_hash(saddr, daddr, sport, dport, 0, 0) +
101 : 0 : sseq + (count << COOKIEBITS) +
102 : 0 : ((cookie_hash(saddr, daddr, sport, dport, count, 1) + data)
103 : 0 : & COOKIEMASK));
104 : : }
105 : :
106 : : /*
107 : : * This retrieves the small "data" value from the syncookie.
108 : : * If the syncookie is bad, the data returned will be out of
109 : : * range. This must be checked by the caller.
110 : : *
111 : : * The count value used to generate the cookie must be less than
112 : : * MAX_SYNCOOKIE_AGE minutes in the past.
113 : : * The return value (__u32)-1 if this test fails.
114 : : */
115 : 0 : static __u32 check_tcp_syn_cookie(__u32 cookie, __be32 saddr, __be32 daddr,
116 : : __be16 sport, __be16 dport, __u32 sseq)
117 : : {
118 : : u32 diff, count = tcp_cookie_time();
119 : :
120 : : /* Strip away the layers from the cookie */
121 : 0 : cookie -= cookie_hash(saddr, daddr, sport, dport, 0, 0) + sseq;
122 : :
123 : : /* Cookie is now reduced to (count * 2^24) ^ (hash % 2^24) */
124 : 0 : diff = (count - (cookie >> COOKIEBITS)) & ((__u32) -1 >> COOKIEBITS);
125 [ # # ]: 0 : if (diff >= MAX_SYNCOOKIE_AGE)
126 : : return (__u32)-1;
127 : :
128 : 0 : return (cookie -
129 : 0 : cookie_hash(saddr, daddr, sport, dport, count - diff, 1))
130 : : & COOKIEMASK; /* Leaving the data behind */
131 : : }
132 : :
133 : : /*
134 : : * MSS Values are chosen based on the 2011 paper
135 : : * 'An Analysis of TCP Maximum Segement Sizes' by S. Alcock and R. Nelson.
136 : : * Values ..
137 : : * .. lower than 536 are rare (< 0.2%)
138 : : * .. between 537 and 1299 account for less than < 1.5% of observed values
139 : : * .. in the 1300-1349 range account for about 15 to 20% of observed mss values
140 : : * .. exceeding 1460 are very rare (< 0.04%)
141 : : *
142 : : * 1460 is the single most frequently announced mss value (30 to 46% depending
143 : : * on monitor location). Table must be sorted.
144 : : */
145 : : static __u16 const msstab[] = {
146 : : 536,
147 : : 1300,
148 : : 1440, /* 1440, 1452: PPPoE */
149 : : 1460,
150 : : };
151 : :
152 : : /*
153 : : * Generate a syncookie. mssp points to the mss, which is returned
154 : : * rounded down to the value encoded in the cookie.
155 : : */
156 : 0 : u32 __cookie_v4_init_sequence(const struct iphdr *iph, const struct tcphdr *th,
157 : : u16 *mssp)
158 : : {
159 : : int mssind;
160 : 0 : const __u16 mss = *mssp;
161 : :
162 [ # # ]: 0 : for (mssind = ARRAY_SIZE(msstab) - 1; mssind ; mssind--)
163 [ # # ]: 0 : if (mss >= msstab[mssind])
164 : : break;
165 : 0 : *mssp = msstab[mssind];
166 : :
167 [ # # ]: 0 : return secure_tcp_syn_cookie(iph->saddr, iph->daddr,
168 : 0 : th->source, th->dest, ntohl(th->seq),
169 : : mssind);
170 : : }
171 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(__cookie_v4_init_sequence);
172 : :
173 : 0 : __u32 cookie_v4_init_sequence(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, __u16 *mssp)
174 : : {
175 : : const struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);
176 : : const struct tcphdr *th = tcp_hdr(skb);
177 : :
178 : : tcp_synq_overflow(sk);
179 : 0 : NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), LINUX_MIB_SYNCOOKIESSENT);
180 : :
181 : 0 : return __cookie_v4_init_sequence(iph, th, mssp);
182 : : }
183 : :
184 : : /*
185 : : * Check if a ack sequence number is a valid syncookie.
186 : : * Return the decoded mss if it is, or 0 if not.
187 : : */
188 : 0 : int __cookie_v4_check(const struct iphdr *iph, const struct tcphdr *th,
189 : : u32 cookie)
190 : : {
191 [ # # ]: 0 : __u32 seq = ntohl(th->seq) - 1;
192 : 0 : __u32 mssind = check_tcp_syn_cookie(cookie, iph->saddr, iph->daddr,
193 : : th->source, th->dest, seq);
194 : :
195 [ # # ]: 0 : return mssind < ARRAY_SIZE(msstab) ? msstab[mssind] : 0;
196 : : }
197 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(__cookie_v4_check);
198 : :
199 : : static inline struct sock *get_cookie_sock(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
200 : : struct request_sock *req,
201 : : struct dst_entry *dst)
202 : : {
203 : : struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
204 : : struct sock *child;
205 : :
206 : 0 : child = icsk->icsk_af_ops->syn_recv_sock(sk, skb, req, dst);
207 [ # # ]: 0 : if (child)
208 : : inet_csk_reqsk_queue_add(sk, req, child);
209 : : else
210 : : reqsk_free(req);
211 : :
212 : : return child;
213 : : }
214 : :
215 : :
216 : : /*
217 : : * when syncookies are in effect and tcp timestamps are enabled we stored
218 : : * additional tcp options in the timestamp.
219 : : * This extracts these options from the timestamp echo.
220 : : *
221 : : * The lowest 4 bits store snd_wscale.
222 : : * next 2 bits indicate SACK and ECN support.
223 : : *
224 : : * return false if we decode an option that should not be.
225 : : */
226 : 0 : bool cookie_check_timestamp(struct tcp_options_received *tcp_opt,
227 : : struct net *net, bool *ecn_ok)
228 : : {
229 : : /* echoed timestamp, lowest bits contain options */
230 : 0 : u32 options = tcp_opt->rcv_tsecr & TSMASK;
231 : :
232 [ # # ]: 0 : if (!tcp_opt->saw_tstamp) {
233 : : tcp_clear_options(tcp_opt);
234 : 0 : return true;
235 : : }
236 : :
237 [ # # ]: 0 : if (!sysctl_tcp_timestamps)
238 : : return false;
239 : :
240 : 0 : tcp_opt->sack_ok = (options & (1 << 4)) ? TCP_SACK_SEEN : 0;
241 : 0 : *ecn_ok = (options >> 5) & 1;
242 [ # # ][ # # ]: 0 : if (*ecn_ok && !net->ipv4.sysctl_tcp_ecn)
243 : : return false;
244 : :
245 [ # # ][ # # ]: 0 : if (tcp_opt->sack_ok && !sysctl_tcp_sack)
246 : : return false;
247 : :
248 [ # # ]: 0 : if ((options & 0xf) == 0xf)
249 : : return true; /* no window scaling */
250 : :
251 : 0 : tcp_opt->wscale_ok = 1;
252 : 0 : tcp_opt->snd_wscale = options & 0xf;
253 : 0 : return sysctl_tcp_window_scaling != 0;
254 : : }
255 : : EXPORT_SYMBOL(cookie_check_timestamp);
256 : :
257 : 0 : struct sock *cookie_v4_check(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
258 : : struct ip_options *opt)
259 : : {
260 : : struct tcp_options_received tcp_opt;
261 : : struct inet_request_sock *ireq;
262 : : struct tcp_request_sock *treq;
263 : : struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
264 : : const struct tcphdr *th = tcp_hdr(skb);
265 [ # # ]: 0 : __u32 cookie = ntohl(th->ack_seq) - 1;
266 : : struct sock *ret = sk;
267 : : struct request_sock *req;
268 : : int mss;
269 : : struct rtable *rt;
270 : : __u8 rcv_wscale;
271 : 0 : bool ecn_ok = false;
272 : : struct flowi4 fl4;
273 : :
274 [ # # ][ # # ]: 0 : if (!sysctl_tcp_syncookies || !th->ack || th->rst)
275 : : goto out;
276 : :
277 [ # # ][ # # ]: 0 : if (tcp_synq_no_recent_overflow(sk) ||
278 : : (mss = __cookie_v4_check(ip_hdr(skb), th, cookie)) == 0) {
279 : 0 : NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), LINUX_MIB_SYNCOOKIESFAILED);
280 : : goto out;
281 : : }
282 : :
283 : 0 : NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), LINUX_MIB_SYNCOOKIESRECV);
284 : :
285 : : /* check for timestamp cookie support */
286 : 0 : memset(&tcp_opt, 0, sizeof(tcp_opt));
287 : 0 : tcp_parse_options(skb, &tcp_opt, 0, NULL);
288 : :
289 [ # # ]: 0 : if (!cookie_check_timestamp(&tcp_opt, sock_net(sk), &ecn_ok))
290 : : goto out;
291 : :
292 : : ret = NULL;
293 : : req = inet_reqsk_alloc(&tcp_request_sock_ops); /* for safety */
294 [ # # ]: 0 : if (!req)
295 : : goto out;
296 : :
297 : : ireq = inet_rsk(req);
298 : : treq = tcp_rsk(req);
299 [ # # ]: 0 : treq->rcv_isn = ntohl(th->seq) - 1;
300 : 0 : treq->snt_isn = cookie;
301 : 0 : req->mss = mss;
302 [ # # ]: 0 : ireq->ir_num = ntohs(th->dest);
303 : 0 : ireq->ir_rmt_port = th->source;
304 : 0 : ireq->ir_loc_addr = ip_hdr(skb)->daddr;
305 : 0 : ireq->ir_rmt_addr = ip_hdr(skb)->saddr;
306 : 0 : ireq->ecn_ok = ecn_ok;
307 : 0 : ireq->snd_wscale = tcp_opt.snd_wscale;
308 : 0 : ireq->sack_ok = tcp_opt.sack_ok;
309 : 0 : ireq->wscale_ok = tcp_opt.wscale_ok;
310 : 0 : ireq->tstamp_ok = tcp_opt.saw_tstamp;
311 [ # # ]: 0 : req->ts_recent = tcp_opt.saw_tstamp ? tcp_opt.rcv_tsval : 0;
312 [ # # ]: 0 : treq->snt_synack = tcp_opt.saw_tstamp ? tcp_opt.rcv_tsecr : 0;
313 : 0 : treq->listener = NULL;
314 : :
315 : : /* We throwed the options of the initial SYN away, so we hope
316 : : * the ACK carries the same options again (see RFC1122 4.2.3.8)
317 : : */
318 [ # # ][ # # ]: 0 : if (opt && opt->optlen) {
319 : 0 : int opt_size = sizeof(struct ip_options_rcu) + opt->optlen;
320 : :
321 : 0 : ireq->opt = kmalloc(opt_size, GFP_ATOMIC);
322 [ # # ][ # # ]: 0 : if (ireq->opt != NULL && ip_options_echo(&ireq->opt->opt, skb)) {
323 : 0 : kfree(ireq->opt);
324 : 0 : ireq->opt = NULL;
325 : : }
326 : : }
327 : :
328 [ # # ]: 0 : if (security_inet_conn_request(sk, skb, req)) {
329 : : reqsk_free(req);
330 : : goto out;
331 : : }
332 : :
333 : 0 : req->expires = 0UL;
334 : 0 : req->num_retrans = 0;
335 : :
336 : : /*
337 : : * We need to lookup the route here to get at the correct
338 : : * window size. We should better make sure that the window size
339 : : * hasn't changed since we received the original syn, but I see
340 : : * no easy way to do this.
341 : : */
342 [ # # ]: 0 : flowi4_init_output(&fl4, sk->sk_bound_dev_if, sk->sk_mark,
343 : 0 : RT_CONN_FLAGS(sk), RT_SCOPE_UNIVERSE, IPPROTO_TCP,
344 : : inet_sk_flowi_flags(sk),
345 [ # # ]: 0 : (opt && opt->srr) ? opt->faddr : ireq->ir_rmt_addr,
346 : : ireq->ir_loc_addr, th->source, th->dest);
347 : 0 : security_req_classify_flow(req, flowi4_to_flowi(&fl4));
348 : : rt = ip_route_output_key(sock_net(sk), &fl4);
349 [ # # ]: 0 : if (IS_ERR(rt)) {
350 : : reqsk_free(req);
351 : : goto out;
352 : : }
353 : :
354 : : /* Try to redo what tcp_v4_send_synack did. */
355 [ # # ]: 0 : req->window_clamp = tp->window_clamp ? :dst_metric(&rt->dst, RTAX_WINDOW);
356 : :
357 : 0 : tcp_select_initial_window(tcp_full_space(sk), req->mss,
358 : 0 : &req->rcv_wnd, &req->window_clamp,
359 : 0 : ireq->wscale_ok, &rcv_wscale,
360 : : dst_metric(&rt->dst, RTAX_INITRWND));
361 : :
362 : 0 : ireq->rcv_wscale = rcv_wscale;
363 : :
364 : 0 : ret = get_cookie_sock(sk, skb, req, &rt->dst);
365 : : /* ip_queue_xmit() depends on our flow being setup
366 : : * Normal sockets get it right from inet_csk_route_child_sock()
367 : : */
368 [ # # ]: 0 : if (ret)
369 : 0 : inet_sk(ret)->cork.fl.u.ip4 = fl4;
370 : 0 : out: return ret;
371 : : }
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