8071a22efd63068cf960df79234edbdcb6f8ed8a
[silc.git] / doc / draft-riikonen-silc-spec-04.nroff
1 .pl 10.0i
2 .po 0
3 .ll 7.2i
4 .lt 7.2i
5 .nr LL 7.2i
6 .nr LT 7.2i
7 .ds LF Riikonen
8 .ds RF FORMFEED[Page %]
9 .ds CF
10 .ds LH Internet Draft
11 .ds RH XX XXXXXX 2001
12 .ds CH
13 .na
14 .hy 0
15 .in 0
16 .nf
17 Network Working Group                                      P. Riikonen
18 Internet-Draft
19 draft-riikonen-silc-spec-04.txt                         XX XXXXXXX 2001
20 Expires: XXXXXXX
21
22 .in 3
23
24 .ce 3
25 Secure Internet Live Conferencing (SILC),
26 Protocol Specification
27 <draft-riikonen-silc-spec-04.txt>
28
29 .ti 0
30 Status of this Memo
31
32 This document is an Internet-Draft and is in full conformance with   
33 all provisions of Section 10 of RFC 2026.  Internet-Drafts are   
34 working documents of the Internet Engineering Task Force (IETF), its   
35 areas, and its working groups.  Note that other groups may also   
36 distribute working documents as Internet-Drafts.   
37
38 Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six months   
39 and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents at any   
40 time.  It is inappropriate to use Internet-Drafts as reference   
41 material or to cite them other than as "work in progress."   
42
43 The list of current Internet-Drafts can be accessed at   
44 http://www.ietf.org/ietf/1id-abstracts.txt   
45
46 The list of Internet-Draft Shadow Directories can be accessed at   
47 http://www.ietf.org/shadow.html   
48
49 The distribution of this memo is unlimited.  
50
51
52 .ti 0
53 Abstract
54
55 This memo describes a Secure Internet Live Conferencing (SILC)
56 protocol which provides secure conferencing services over insecure
57 network channel.  SILC is IRC [IRC] like protocol, however, it is 
58 not equivalent to IRC and does not support IRC.  Strong cryptographic
59 methods are used to protect SILC packets inside the SILC network.
60 Three other Internet Drafts relates very closely to this memo;
61 SILC Packet Protocol [SILC2], SILC Key Exchange and Authentication
62 Protocols [SILC3] and SILC Commands [SILC4].
63
64
65
66
67
68
69 .ti 0
70 Table of Contents
71
72 .nf
73 1 Introduction ..................................................  3
74   1.1 Requirements Terminology ..................................  4
75 2 SILC Concepts .................................................  4
76   2.1 SILC Network Topology .....................................  4
77   2.2 Communication Inside a Cell ...............................  5
78   2.3 Communication in the Network ..............................  6
79   2.4 Channel Communication .....................................  7
80   2.5 Router Connections ........................................  7
81 3 SILC Specification ............................................ 10
82   3.1 Client .................................................... 10
83       3.1.1 Client ID ........................................... 10
84   3.2 Server .................................................... 11
85       3.2.1 Server's Local ID List .............................. 12
86       3.2.2 Server ID ........................................... 13
87       3.2.3 SILC Server Ports ................................... 14
88   3.3 Router .................................................... 14
89       3.3.1 Router's Local ID List .............................. 14
90       3.3.2 Router's Global ID List ............................. 15
91       3.3.3 Router's Server ID .................................. 15
92   3.4 Channels .................................................. 16
93       3.4.1 Channel ID .......................................... 17
94   3.5 Operators ................................................. 17
95   3.6 SILC Commands ............................................. 18
96   3.7 SILC Packets .............................................. 18
97   3.8 Packet Encryption ......................................... 19
98       3.8.1 Determination of the Source and the Destination ..... 19
99       3.8.2 Client To Client .................................... 20
100       3.8.3 Client To Channel ................................... 21
101       3.8.4 Server To Server .................................... 22
102   3.9 Key Exchange And Authentication ........................... 22
103       3.9.1 Authentication Payload .............................. 22
104   3.10 Algorithms ............................................... 24
105       3.10.1 Ciphers ............................................ 24
106       3.10.2 Public Key Algorithms .............................. 25
107       3.10.3 Hash Functions ..................................... 26
108       3.10.4 MAC Algorithms ..................................... 26
109       3.10.5 Compression Algorithms ............................. 26
110   3.11 SILC Public Key .......................................... 27
111   3.12 SILC Version Detection ................................... 29
112   3.13 Backup Routers ...........................................  8
113       3.13.1 Switching to Backup Router .........................  8
114       3.13.2 Resuming Primary Router ............................  8
115       3.13.3 Discussion on Backup Router Scheme .................  8
116 4 SILC Procedures ............................................... 30
117   4.1 Creating Client Connection ................................ 30
118   4.2 Creating Server Connection ................................ 31
119       4.2.1 Announcing Clients, Channels and Servers ............ 32
120   4.3 Joining to a Channel ...................................... 33
121   4.4 Channel Key Generation .................................... 34
122   4.5 Private Message Sending and Reception ..................... 34
123   4.6 Private Message Key Generation ............................ 35
124   4.7 Channel Message Sending and Reception ..................... 35
125   4.8 Session Key Regeneration .................................. 36
126   4.9 Command Sending and Reception ............................. 37
127   4.10 Closing Connection ....................................... 37
128 5 Security Considerations ....................................... 38
129 6 References .................................................... 38
130 7 Author's Address .............................................. 40
131
132
133
134 .ti 0
135 List of Figures
136
137 .nf
138 Figure 1:  SILC Network Topology
139 Figure 2:  Communication Inside cell
140 Figure 3:  Communication Between Cells
141 Figure 4:  Router Connections
142 Figure 5:  SILC Public Key
143
144
145 .ti 0
146 1. Introduction
147
148 This document describes a Secure Internet Live Conferencing (SILC)
149 protocol which provides secure conferencing services over insecure
150 network channel.  SILC is IRC [IRC] like protocol, however, it is 
151 not equivalent to IRC and does not support IRC.
152
153 Strong cryptographic methods are used to protect SILC packets inside
154 the SILC network.  Three other Internet Drafts relates very closely
155 to this memo; SILC Packet Protocol [SILC2], SILC Key Exchange and
156 Authentication Protocols [SILC3] and SILC Commands [SILC4].
157
158 The protocol uses extensively packets as conferencing protocol 
159 requires message and command sending.  The SILC Packet Protocol is
160 described in [SILC2] and should be read to fully comprehend this
161 document and protocol.  [SILC2] also describes the packet encryption
162 and decryption in detail.
163
164 The security of SILC protocol, and for any security protocol for that
165 matter, is based on strong and secure key exchange protocol.  The SILC
166 Key Exchange protocol is described in [SILC3] along with connection
167 authentication protocol and should be read to fully comprehend this
168 document and protocol.
169
170 The SILC protocol has been developed to work on TCP/IP network
171 protocol, although it could be made to work on other network protocols
172 with only minor changes.  However, it is recommended that TCP/IP
173 protocol is used under SILC protocol.  Typical implementation would
174 be made in client-server model.
175
176
177 .ti 0
178 1.1 Requirements Terminology
179
180 The keywords MUST, MUST NOT, REQUIRED, SHOULD, SHOULD NOT, RECOMMENDED, 
181 MAY, and OPTIONAL, when they appear in this document, are to be
182 interpreted as described in [RFC2119].
183
184
185 .ti 0
186 2. SILC Concepts
187
188 This section describes various SILC protocol concepts that forms the 
189 actual protocol, and in the end, the actual SILC network.  The mission
190 of the protocol is to deliver messages from clients to other clients 
191 through routers and servers in secure manner.  The messages may also 
192 be delivered from one client to many clients forming a group, also 
193 known as a channel.
194
195 This section does not focus to security issues.  Instead, basic network 
196 concepts are introduced to make the topology of the SILC network 
197 clear.
198
199
200 .ti 0
201 2.1 SILC Network Topology
202
203 SILC network is a cellular network as opposed to tree style network 
204 topology.  The rationale for this is to have servers that can perform 
205 specific kind of tasks what other servers cannot perform.  This leads 
206 to two kinds of servers; normal SILC servers and SILC routers.
207
208 A difference between normal server and router server is that routers 
209 knows everything about everything in the network.  They also do the 
210 actual routing of the messages to the correct receiver.  Normal servers 
211 knows only about local information and nothing about global information.
212 This makes the network faster as there are less servers that needs to 
213 keep global information up to date at all time.
214
215 This, on the other hand, leads to cellular like network, where routers 
216 are in the center of the cell and servers are connected to the router.
217
218
219
220
221
222
223
224 The following diagram represents SILC network topology.
225
226 .in 8
227 .nf
228   ---- ---- ----         ---- ---- ----
229  | S8 | S5 | S4 |       | S7 | S5 | S6 |
230  ----- ---- -----       ----- ---- -----
231 | S7 | S/R1 | S2 | --- | S8 | S/R2 | S4 |
232  ---- ------ ----       ---- ------ ----
233  | S6 | S3 | S1 |       | S1 | S3 | S2 |         ---- ----
234   ---- ---- ----         ---- ---- ----         | S3 | S1 |
235      Cell 1.   \\             Cell 2.  | \\____  ----- -----
236                 |                     |        | S4 | S/R4 |
237     ---- ---- ----         ---- ---- ----       ---- ------
238    | S7 | S4 | S2 |       | S1 | S3 | S2 |      | S2 | S5 |
239    ----- ---- -----       ----- ---- -----       ---- ----
240   | S6 | S/R3 | S1 | --- | S4 | S/R5 | S5 | ____/ Cell 4.
241    ---- ------ ----       ---- ------ ----
242    | S8 | S5 | S3 |       | S6 | S7 | S8 |     ... etc ...
243     ---- ---- ----         ---- ---- ----
244        Cell 3.                Cell 5.
245 .in 3
246
247 .ce
248 Figure 1:  SILC Network Topology
249
250
251 A cell is formed when a server or servers connect to one router.  In
252 SILC network normal server cannot directly connect to other normal
253 server.  Normal server may only connect to SILC router which then
254 routes the messages to the other servers in the cell.  Router servers
255 on the other hand may connect to other routers to form the actual SILC 
256 network, as seen in above figure.  However, router is also normal SILC 
257 server; clients may connect to it the same way as to normal SILC 
258 server.  Normal server also cannot have active connections to more 
259 than one router.  Normal server cannot be connected to two different 
260 cells.  Router servers, on the other hand, may have as many router to 
261 router connections as needed.
262
263 There are many issues in this network topology that needs to be careful
264 about.  Issues like the size of the cells, the number of the routers in 
265 the SILC network and the capacity requirements of the routers.  These
266 issues should be discussed in the Internet Community and additional
267 documents on the issue may be written.
268
269
270 .ti 0
271 2.2 Communication Inside a Cell
272
273 It is always guaranteed that inside a cell message is delivered to the 
274 recipient with at most two server hops.  A client which is connected to
275 server in the cell and is talking on channel to other client connected 
276 to other server in the same cell, will have its messages delivered from 
277 its local server first to the router of the cell, and from the router 
278 to the other server in the cell.
279
280 The following diagram represents this scenario:
281
282
283 .in 25
284 .nf
285 1 --- S1     S4 --- 5
286          S/R
287  2 -- S2     S3
288      /        |
289     4         3
290 .in 3
291
292
293 .ce
294 Figure 2:  Communication Inside cell
295
296
297 Example:  Client 1. connected to Server 1. send message to
298           Client 4. connected to Server 2. travels from Server 1.
299           first to Router which routes the message to Server 2.
300           which then sends it to the Client 4.  All the other
301           servers in the cell will not see the routed message.
302
303
304 If the client is connected directly to the router, as router is also normal
305 SILC server, the messages inside the cell are always delivered only with 
306 one server hop.  If clients communicating with each other are connected 
307 to the same server, no router interaction is needed.  This is the optimal
308 situation of message delivery in the SILC network.
309
310
311 .ti 0
312 2.3 Communication in the Network
313
314 If the message is destined to server that does not belong to local cell 
315 the message is routed to the router server to which the destination 
316 server belongs, if the local router is connected to destination router.
317 If there is no direct connection to the destination router, the local
318 router routes the message to its primary route.  The following diagram
319 represents message sending between cells.
320
321
322 .in 16
323 .nf
324 1 --- S1     S4 --- 5            S2 --- 1
325          S/R - - - - - - - - S/R
326  2 -- S2     S3           S1
327      /        |             \\
328     4         3              2
329
330    Cell 1.               Cell 2.
331 .in 3
332
333
334 .ce
335 Figure 3:  Communication Between Cells
336
337
338 Example:  Client 5. connected to Server 4. in Cell 1. sends message
339           to Client 2. connected to Server 1. in Cell 2. travels
340           from Server 4. to Router which routes the message to
341           Router in Cell 2, which then routes the message to 
342           Server 1.  All the other servers and routers in the
343           network will not see the routed message.
344
345
346 The optimal case of message delivery from the client point of view is
347 when clients are connected directly to the routers and the messages
348 are delivered from one router to the other.
349
350
351 .ti 0 
352 2.4 Channel Communication
353
354 Messages may be sent to group of clients as well.  Sending messages to
355 many clients works the same way as sending messages point to point, from
356 message delivery point of view.  Security issues are another matter
357 which are not discussed in this section.
358
359 Router server handles the message routing to multiple recipients.  If 
360 any recipient is not in the same cell as the sender the messages are 
361 routed further.
362
363 Server distributes the channel message to its local clients which are 
364 joined to the channel.  Router also distributes the message to its 
365 local clients on the channel.
366
367
368 .ti 0
369 2.5 Router Connections
370
371 Router connections play very important role in making the SILC like
372 network topology to work.  For example, sending broadcast packets in
373 SILC network require special connections between routers; routers must
374 be connected in a specific way.
375
376 Every router has their primary route which is a connection to another
377 router in the network.  Unless there is only two routers in the network
378 must not routers use each other as their primary routes.  The router
379 connections in the network must form a ring.
380
381
382
383
384
385
386
387 Example with three routers in the network:
388
389
390 .in 16
391 .nf
392     S/R1 - > - > - > - > - > - > - S/R2
393      \\                               /
394       ^                             v
395        \\ - < -  < - S/R3 - < - < - /
396 .in 3
397
398
399 .ce
400 Figure 4:  Router Connections
401
402
403 Example:  Network with three routers.  Router 1. uses Router 2. as its
404           primary router.  Router 2. uses Router 3. as its primary router,
405           and Router 3. uses Router 1. as its primary router.  There may
406           be other direct connections between the routers but they must
407           not be used as primary routes.
408
409 The above example is applicable to any amount of routers in the network
410 except for two routers.  If there are only two routers in the network both
411 routers must be able to handle situation where they use each other as their
412 primary routes.
413
414 The issue of router connections are very important especially with SILC
415 broadcast packets.  Usually all router wide information in the network is
416 distributed by SILC broadcast packets.
417
418
419 .ti 0
420 3. SILC Specification
421
422 This section describes the SILC protocol.  However, [SILC2] and
423 [SILC3] describes other important protocols that are part of this SILC
424 specification and must be read.
425
426
427 .ti 0
428 3.1 Client
429
430 A client is a piece of software connecting to SILC server.  SILC client 
431 cannot be SILC server.  Purpose of clients is to provide the user 
432 interface of the SILC services for end user.  Clients are distinguished
433 from other clients by unique Client ID.  Client ID is a 128 bit ID that
434 is used in the communication in the SILC network.  The client ID is 
435 based on the nickname selected by the user.  User uses logical nicknames
436 in communication which are then mapped to the corresponding Client ID.
437 Client ID's are low level identifications and must not be seen by the
438 end user.
439
440 Clients provide other information about the end user as well. Information
441 such as the nickname of the user, username and the host name of the end 
442 user and user's real name.  See section 3.2 Server for information of 
443 the requirements of keeping this information.
444
445 The nickname selected by the user is not unique in the SILC network.
446 There can be 2^8 same nicknames for one IP address.  As for comparison
447 to IRC [IRC] where nicknames are unique this is a fundamental difference
448 between SILC and IRC.  This causes the server names or client's host names
449 to be used along with the nicknames to identify specific users when sending
450 messages.  This feature of SILC makes IRC style nickname-wars obsolete as
451 no one owns their nickname; there can always be someone else with the same
452 nickname.  The maximum length of nickname is 128 characters.
453
454
455 .ti 0
456 3.1.1 Client ID
457
458 Client ID is used to identify users in the SILC network.  The Client ID
459 is unique to the extent that there can be 2^128 different Client ID's,
460 and ID's based on IPv6 addresses extends this to 2^224 different Client
461 ID's.  Collisions are not expected to happen.  The Client ID is defined
462 as follows.
463
464
465
466 .in 6
467 128 bit Client ID based on IPv4 addresses:
468
469 32 bit  Server ID IP address (bits 1-32)
470  8 bit  Random number or counter
471 88 bit  Truncated MD5 hash value of the nickname
472
473 224 bit Client ID based on IPv6 addresses:
474
475 128 bit  Server ID IP address (bits 1-128)
476   8 bit  Random number or counter
477  88 bit  Truncated MD5 hash value of the nickname
478
479 o Server ID IP address - Indicates the server where this
480   client is coming from.  The IP address hence equals the
481   server IP address where to the client has connected.
482
483 o Random number or counter - Random number to further 
484   randomize the Client ID.  Another choice is to use
485   a counter starting from the zero (0).  This makes it
486   possible to have 2^8 same nicknames from the same
487   server IP address.
488
489 o MD5 hash - MD5 hash value of the nickname is truncated
490   taking 88 bits from the start of the hash value.  This
491   hash value is used to search the user's Client ID from
492   the ID lists.
493
494 .in 3
495 Collisions could occur when more than 2^8 clients using same nickname
496 from the same server IP address is connected to the SILC network.  
497 Server MUST be able to handle this situation by refusing to accept 
498 anymore of that nickname.
499
500 Another possible collision may happen with the truncated hash value of
501 the nickname.  It could be possible to have same truncated hash value for
502 two different nicknames.  However, this is not expected to happen nor
503 cause any problems if it would occur.  Nicknames are usually logical and
504 it is unlikely to have two distinct logical nicknames produce same
505 truncated hash value.
506
507
508 .ti 0
509 3.2 Server
510
511 Servers are the most important parts of the SILC network.  They form the
512 basis of the SILC, providing a point to which clients may connect to.
513 There are two kinds of servers in SILC; normal servers and router servers.
514 This section focus on the normal server and router server is described
515 in the section 3.3 Router.
516
517 Normal servers MUST NOT directly connect to other normal server.  Normal
518 servers may only directly connect to router server.  If the message sent
519 by the client is destined outside the local server it is always sent to
520 the router server for further routing.  Server may only have one active
521 connection to router on same port.  Normal server MUST NOT connect to other
522 cell's router except in situations where its cell's router is unavailable.
523
524 Servers and routers in the SILC network are considered to be trusted.
525 With out a doubt, servers that are set to work on ports above 1023 are
526 not considered to be trusted.  Also, the service provider acts important
527 role in the server's trustworthy.
528
529
530 .ti 0
531 3.2.1 Server's Local ID List
532
533 Normal server keeps various information about the clients and their end
534 users connected to it.  Every normal server MUST keep list of all locally
535 connected clients, Client ID's, nicknames, usernames and host names and
536 user's real name.  Normal servers only keeps local information and it
537 does not keep any global information.  Hence, normal servers knows only
538 about their locally connected clients.  This makes servers efficient as
539 they don't have to worry about global clients.  Server is also responsible
540 of creating the Client ID's for their clients.
541
542 Normal server also keeps information about locally created channels and
543 their Channel ID's.
544
545
546 Hence, local list for normal server includes:
547
548 .in 6
549 server list        - Router connection
550    o Server name
551    o Server IP address
552    o Server ID
553    o Sending key
554    o Receiving key
555    o Public key
556
557 client list        - All clients in server
558    o Nickname
559    o Username@host
560    o Real name
561    o Client ID
562    o Sending key
563    o Receiving key
564    o Public key
565
566
567 channel list       - All channels in server
568    o Channel name
569    o Channel ID
570    o Client ID's on channel
571    o Client ID modes on channel
572    o Channel key
573 .in 3
574
575
576 .ti 0
577 3.2.2 Server ID
578
579 Servers are distinguished from other servers by unique 64 bit Server ID 
580 (for IPv4) or 160 bit Server ID (for IPv6).  The Server ID is used in
581 the SILC to route messages to correct servers.  Server ID's also provide
582 information for Client ID's, see section 3.1.1 Client ID.  Server ID is
583 defined as follows.
584
585 .in 6
586 64 bit Server ID based on IPv4 addresses:
587
588 32 bit  IP address of the server
589 16 bit  Port
590 16 bit  Random number
591
592 160 bit Server ID based on IPv6 addresses:
593
594 128 bit  IP address of the server
595  16 bit  Port
596  16 bit  Random number
597
598 o IP address of the server - This is the real IP address of
599   the server.
600
601 o Port - This is the port the server is bound to.
602
603 o Random number - This is used to further randomize the Server ID.
604
605 .in 3
606 Collisions are not expected to happen in any conditions.  The Server ID
607 is always created by the server itself and server is responsible of
608 distributing it to the router.
609
610
611 .ti 0
612 3.2.3 SILC Server Ports
613
614 The following ports has been assigned by IANA for the SILC protocol:
615
616 .in 10
617 silc            706/tcp    SILC
618 silc            706/udp    SILC
619 .in 3
620
621
622 If there are needs to create new SILC networks in the future the port
623 numbers must be officially assigned by the IANA.
624
625 Server on network above privileged ports (>1023) SHOULD NOT be trusted
626 as they could have been set up by untrusted party.
627
628
629 .ti 0
630 3.3 Router
631
632 Router server in SILC network is responsible for keeping the cell together
633 and routing messages to other servers and to other routers.  Router server
634 is also a normal server thus clients may connect to it as it would be
635 just normal SILC server.
636
637 However, router servers has a lot of important tasks that normal servers
638 do not have.  Router server knows everything about everything in the SILC.
639 They know all clients currently on SILC, all servers and routers and all
640 channels in SILC.  Routers are the only servers in SILC that care about
641 global information and keeping them up to date at all time.  And, this
642 is what they must do.
643
644
645 .ti 0
646 3.3.1 Router's Local ID List
647
648 Router server as well MUST keep local list of connected clients and
649 locally created channels.  However, this list is extended to include all
650 the informations of the entire cell, not just the server itself as for
651 normal servers.
652
653 However, on router this list is a lot smaller since routers do not need
654 to keep information about user's nickname, username and host name and real
655 name since these are not needed by the router.  The router keeps only
656 information that it needs.
657
658
659 Hence, local list for router includes:
660
661 .in 6
662 server list        - All servers in the cell
663    o Server name
664    o Server ID
665    o Router's Server ID
666    o Sending key
667    o Receiving key
668
669 client list        - All clients in the cell
670    o Client ID
671
672
673 channel list       - All channels in the cell
674    o Channel ID
675    o Client ID's on channel
676    o Client ID modes on channel
677    o Channel key
678 .in 3
679
680
681 Note that locally connected clients and other information include all the
682 same information as defined in section section 3.2.1 Server's Local ID
683 List.
684
685
686 .ti 0
687 3.3.2 Router's Global ID List
688
689 Router server MUST also keep global list.  Normal servers do not have
690 global list as they know only about local information.  Global list
691 includes all the clients on SILC, their Client ID's, all created channels
692 and their Channel ID's and all servers and routers on SILC and their
693 Server ID's.  That is said, global list is for global information and the
694 list must not include the local information already on the router's local
695 list.
696
697 Note that the global list does not include information like nicknames,
698 usernames and host names or user's real names.  Router does not need to
699 keep these informations as they are not needed by the router.  This 
700 information is available from the client's server which maybe queried
701 when needed.
702
703 Hence, global list includes:
704
705 .in 6
706 server list        - All servers in SILC
707    o Server name
708    o Server ID
709    o Router's Server ID
710
711 client list        - All clients in SILC
712    o Client ID
713
714 channel list       - All channels in SILC
715    o Channel ID
716    o Client ID's on channel
717    o Client ID modes on channel
718 .in 3
719
720
721
722
723
724
725
726
727 .ti 0
728 3.3.3 Router's Server ID
729
730 Router's Server ID's are equivalent to normal Server ID's.  As routers
731 are normal servers as well same types of ID's applies for routers as well.
732 Thus, see section 3.2.2 Server ID.
733
734
735 .ti 0
736 3.4 Channels
737
738 A channel is a named group of one or more clients which will all receive
739 messages addressed to that channel.  The channel is created when first
740 client requests JOIN command to the channel, and the channel ceases to
741 exist when the last client has left it.  When channel exists, any client
742 can reference it using the name of the channel.
743
744 Channel names are unique although the real uniqueness comes from 64 bit
745 Channel ID.  However, channel names are still unique and no two global
746 channels with same name may exist.  The Channel name is a string of
747 maximum length of 256 characters.  Channel names MUST NOT contain any
748 spaces (`  '), any non-printable ASCII characters, commas (`,') and
749 wildcard characters.
750
751 Channels can have operators that can administrate the channel and
752 operate all of its modes.  The following operators on channel exist on
753 the SILC network.
754
755 .in 6
756 o Channel founder - When channel is created the joining client becomes
757   channel founder.  Channel founder is channel operator with some more
758   privileges.  Basically, channel founder can fully operate the channel
759   and all of its modes.  The privileges are limited only to the
760   particular channel.  There can be only one channel founder per
761   channel. Channel founder supersedes channel operator's privileges.
762
763   Channel founder privileges cannot be removed by any other operator on
764   channel.  When channel founder leaves the channel there is no channel
765   founder on the channel.  However, it is possible to set a mode for
766   the channel which allows the original channel founder to regain the
767   founder privileges even after leaving the channel.  Channel founder
768   also cannot be removed by force from the channel.
769
770 o Channel operator - When client joins to channel that has not existed
771   previously it will become automatically channel operator (and channel
772   founder discussed above).  Channel operator is able administrate the
773   channel, set some modes on channel, remove a badly behaving client
774   from the channel and promote other clients to become channel
775   operator.  The privileges are limited only to the particular channel.
776
777   Normal channel user may be promoted (opped) to channel operator
778   gaining channel operator privileges.  Channel founder or other
779   channel operator may also demote (deop) channel operator to normal
780   channel user.
781 .in 3
782
783
784 .ti 0
785 3.4.1 Channel ID
786
787 Channels are distinguished from other channels by unique Channel ID.
788 The Channel ID is a 64 bit ID (for IPv4) or 160 bit ID (for IPv6), and
789 collisions are not expected to happen in any conditions.  Channel names
790 are just for logical use of channels.  The Channel ID is created by the
791 server where the channel is created.  The Channel ID is defined as
792 follows.
793
794 .in 6
795 64 bit Channel ID based on IPv4 addresses:
796
797 32 bit  Router's Server ID IP address (bits 1-32)
798 16 bit  Router's Server ID port (bits 33-48)
799 16 bit  Random number
800
801 160 bit Channel ID based on IPv6 addresses:
802
803 128 bit  Router's Server ID IP address (bits 1-128)
804  16 bit  Router's Server ID port (bits 129-144)
805  16 bit  Random number
806
807 o Router's Server ID IP address - Indicates the IP address of 
808   the router of the cell where this channel is created.  This is 
809   taken from the router's Server ID.  This way SILC router knows 
810   where this channel resides in the SILC network.
811
812 o Router's Server ID port - Indicates the port of the channel on 
813   the server.  This is taken from the router's Server ID.
814
815 o Random number - To further randomize the Channel ID.  This makes
816   sure that there are no collisions.  This also means that
817   in a cell there can be 2^16 channels.
818 .in 3
819
820
821 .ti 0
822 3.5 Operators
823
824 Operators are normal users with extra privileges to their server or
825 router.  Usually these people are SILC server and router administrators
826 that take care of their own server and clients on them.  The purpose of
827 operators is to administrate the SILC server or router.  However, even
828 an operator with highest privileges is not able to enter invite-only
829 channel, to gain access to the contents of a encrypted and authenticated
830 packets traveling in the SILC network or to gain channel operator
831 privileges on public channels without being promoted.  They have the
832 same privileges as everyone else except they are able to administrate
833 their server or router.
834
835
836 .ti 0
837 3.6 SILC Commands
838
839 Commands are very important part on SILC network especially for client
840 which uses commands to operate on the SILC network.  Commands are used
841 to set nickname, join to channel, change modes and many other things.
842
843 Client usually sends the commands and server replies by sending a reply
844 packet to the command.  Server MAY also send commands usually to serve
845 the original client's request.  However, server MUST NOT send commands
846 to client and there are some commands that server must not send.
847
848 Note that the command reply is usually sent only after client has sent
849 the command request but server is allowed to send command reply packet
850 to client even if client has not requested the command.  Client MAY,
851 choose to ignore the command reply.
852
853 It is expected that some of the commands may be miss-used by clients
854 resulting various problems on the server side.  Every implementation
855 SHOULD assure that commands may not be executed more than once, say,
856 in two (2) seconds.  However, to keep response rate up, allowing for
857 example five (5) commands before limiting is allowed.  It is RECOMMENDED
858 that commands such as SILC_COMMAND_NICK, SILC_COMMAND_JOIN, 
859 SILC_COMMAND_LEAVE and SILC_COMMAND_KILL SHOULD be limited in all cases
860 as they require heavy operations.  This should be sufficient to prevent
861 the miss-use of commands.
862
863 SILC commands are described in [SILC4].
864
865
866 .ti 0
867 3.7 SILC Packets
868
869 Packets are naturally the most important part of the protocol and the
870 packets are what actually makes the protocol.  Packets in SILC network
871 are always encrypted using, usually the shared secret session key
872 or some other key, for example, channel key, when encrypting channel
873 messages.  The SILC Packet Protocol is a wide protocol and is described
874 in [SILC2].  This document does not define or describe details of
875 SILC packets.
876
877
878
879
880
881 .ti 0
882 3.8 Packet Encryption
883
884 All packets passed in SILC network MUST be encrypted.  This section
885 defines how packets must be encrypted in the SILC network.  The detailed
886 description of the actual encryption process of the packets are
887 described in [SILC2].
888
889 Client and its server shares secret symmetric session key which is
890 established by the SILC Key Exchange Protocol, described in [SILC3]. 
891 Every packet sent from client to server, with exception of packets for
892 channels, are encrypted with this session key.
893
894 Channels has their own key that are shared by every client on the channel.
895 However, the channel keys are cell specific thus one cell does not know
896 the channel key of the other cell, even if that key is for same channel.
897 Channel key is also known by the routers and all servers that has clients
898 on the channel.  However, channels MAY have channel private keys that
899 are entirely local setting for the client.  All clients on the channel
900 MUST know the channel private key before hand to be able to talk on the
901 channel.  In this case, no server or router know the key for channel.
902
903 Server shares secret symmetric session key with router which is
904 established by the SILC Key Exchange Protocol.  Every packet passed from
905 server to router, with exception of packets for channels, are encrypted
906 with the shared session key.  Same way, router server shares secret
907 symmetric key with its primary route.  However, every packet passed
908 from router to other router, including packets for channels, are
909 encrypted with the shared session key.  Every router connection has
910 their own session keys.
911
912
913 .ti 0
914 3.8.1 Determination of the Source and the Destination
915
916 The source and the destination of the packet needs to be determined
917 to be able to route the packets to correct receiver.  This information
918 is available in the SILC Packet Header which is included in all packets
919 sent in SILC network.  The SILC Packet Header is described in [SILC2].
920
921 The header MUST be encrypted with the session key who is next receiver
922 of the packet along the route.  The receiver of the packet, for example
923 a router along the route, is able to determine the sender and the
924 destination of the packet by decrypting the SILC Packet Header and
925 checking the ID's attached to the header.  The ID's in the header will
926 tell to where the packet needs to be sent and where it is coming from.
927
928 The header in the packet MUST NOT change during the routing of the
929 packet.  The original sender, for example client, assembles the packet
930 and the packet header and server or router between the sender and the
931 receiver MUST NOT change the packet header.
932
933 Note that the packet and the packet header may be encrypted with
934 different keys.  For example, packets to channels are encrypted with
935 the channel key, however, the header is encrypted with the session key
936 as described above.  However, the header and the packet may be encrypted
937 with same key.  This is the case, for example, with command packets.
938
939
940 .ti 0
941 3.8.2 Client To Client
942
943 The process of message delivery and encryption from client to another
944 client is as follows.
945
946 Example:  Private message from client to another client on different
947           servers.  Clients do not share private message delivery
948           keys; normal session keys are used.
949
950 o Client 1. sends encrypted packet to its server.  The packet is
951   encrypted with the session key shared between client and its
952   server.
953
954 o Server determines the destination of the packet and decrypts
955   the packet.  Server encrypts the packet with session key shared
956   between the server and its router, and sends the packet to the
957   router.
958
959 o Router determines the destination of the packet and decrypts
960   the packet.  Router encrypts the packet with session key 
961   shared between the router and the destination server, and sends
962   the packet to the server.
963
964 o Server determines the client to which the packet is destined
965   to and decrypts the packet.  Server encrypts the packet with
966   session key shared between the server and the destination client,
967   and sends the packet to the client.
968
969 o Client 2. decrypts the packet.
970
971
972 Example:  Private message from client to another client on different
973           servers.  Clients has established secret shared private
974           message delivery key with each other and that is used in 
975           the message encryption.
976
977 o Client 1. sends encrypted packet to its server.  The packet is
978   encrypted with the private message delivery key shared between
979   clients.
980
981 o Server determines the destination of the packet and sends the 
982   packet to the router.
983
984 o Router determines the destination of the packet and sends the
985   packet to the server.
986
987 o Server determines the client to which the packet is destined
988   to and sends the packet to the client.
989
990 o Client 2. decrypts the packet with the secret shared key.
991
992
993 If clients share secret key with each other the private message
994 delivery is much simpler since servers and routers between the
995 clients do not need to decrypt and re-encrypt the packet.
996
997 The process for clients on same server is much simpler as there are
998 no need to send the packet to the router.  The process for clients 
999 on different cells is same as above except that the packet is routed 
1000 outside the cell.  The router of the destination cell routes the 
1001 packet to the destination same way as described above.
1002
1003
1004 .ti 0
1005 3.8.3 Client To Channel
1006
1007 Process of message delivery from client on channel to all the clients
1008 on the channel.
1009
1010 Example:  Channel of four users; two on same server, other two on
1011           different cells.  Client sends message to the channel.
1012
1013 o Client 1. encrypts the packet with channel key and sends the
1014   packet to its server.
1015
1016 o Server determines local clients on the channel and sends the
1017   packet to the Client on the same server.  Server then sends
1018   the packet to its router for further routing.
1019
1020 o Router determines local clients on the channel, if found
1021   sends packet to the local clients.  Router determines global
1022   clients on the channel and sends the packet to its primary
1023   router or fastest route.
1024
1025 o (Other router(s) do the same thing and sends the packet to
1026    the server(s))
1027
1028 o Server determines local clients on the channel and sends the
1029   packet to the client.
1030
1031 o All clients receiving the packet decrypts the packet.
1032
1033
1034 .ti 0
1035 3.8.4 Server To Server
1036
1037 Server to server packet delivery and encryption is described in above
1038 examples. Router to router packet delivery is analogous to server to
1039 server.  However, some packets, such as channel packets, are processed
1040 differently.  These cases are described later in this document and
1041 more in detail in [SILC2].
1042
1043
1044 .ti 0
1045 3.9 Key Exchange And Authentication
1046
1047 Key exchange is done always when for example client connects to server
1048 but also when server and router, and router and router connects to each
1049 other.  The purpose of key exchange protocol is to provide secure key
1050 material to be used in the communication.  The key material is used to
1051 derive various security parameters used to secure SILC packets.  The
1052 SILC Key Exchange protocol is described in detail in [SILC3].
1053
1054 Authentication is done after key exchange protocol has been successfully
1055 completed.  The purpose of authentication is to authenticate for example
1056 client connecting to the server.  However, usually clients are accepted
1057 to connect to server without explicit authentication.  Servers are
1058 required use authentication protocol when connecting.  The authentication
1059 may be based on passphrase (pre-shared-secret) or public key.  The
1060 connection authentication protocol is described in detail in [SILC3].
1061
1062
1063 .ti 0
1064 3.9.1 Authentication Payload
1065
1066 Authentication payload is used separately from the SKE and the Connection
1067 Authentication protocol.  It is used during the session to authenticate
1068 with the remote.  For example, the client can authenticate itself to the
1069 server to become server operator.  In this case, Authentication Payload is
1070 used.
1071
1072
1073
1074
1075
1076
1077
1078
1079
1080
1081
1082 The format of the Authentication Payload is as follows:
1083
1084
1085 .in 5
1086 .nf
1087                      1                   2                   3
1088  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
1089 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
1090 |        Payload Length         |     Authentication Method     |
1091 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
1092 |      Public Data Length       |                               |
1093 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                               +
1094 |                                                               |
1095 ~                           Public Data                         ~
1096 |                                                               |
1097 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
1098 |   Authentication Data Length  |                               |
1099 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                               +
1100 |                                                               |
1101 ~                       Authentication Data                     ~
1102 |                                                               |
1103 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
1104 .in 3
1105  
1106 .ce
1107 Figure 5:  Authentication Payload
1108
1109
1110 .in 6
1111 o Payload Length (2 bytes) - Length of the entire payload.
1112
1113 o Authentication Method (2) - The method of the authentication.
1114   The authentication methods are defined in [SILC2] in the
1115   Connection Auth Request Payload.  The NONE authentication
1116   method SHOULD NOT be used.
1117
1118 o Public Data Length (2 bytes) - Indicates the length of
1119   the Public Data field.
1120
1121 o Public Data (variable length) - This is defined only if
1122   the authentication method is public key.  If it is any other
1123   this field MAY include a random data for padding purposes.
1124   However, in this case the field MUST be ignored by the
1125   receiver.
1126
1127   When the authentication method is public key this includes
1128   128 to 4096 bytes of non-zero random data that is used in
1129   the signature process, described subsequently.
1130
1131 o Authentication Data Length (2 bytes) - Indicates the
1132   length of the Authentication Data field.
1133
1134 o Authentication Data (variable length) - Authentication 
1135   method dependent authentication data.
1136 .in 3
1137
1138
1139 If the authentication method is password based, the Authentication
1140 Data field includes the plaintext password.  It is safe to send
1141 plaintext password since the entire payload is encrypted.  In this
1142 case the Public Data Length is set to zero (0).
1143
1144 If the authentication method is public key based (or certificate)
1145 the Authentication Data is computed as follows:
1146
1147   HASH = hash(random bytes | ID | public key (or certificate));
1148   Authentication Data = sign(HASH);
1149
1150 The hash() and the sign() are the hash function and the public key
1151 cryptography function selected in the SKE protocol.  The public key
1152 is SILC style public key unless certificates are used.  The ID is the
1153 entity's ID (Client or Server ID) which is authenticating itself.  The
1154 ID is raw ID data.  The random bytes are non-zero random bytes of
1155 length between 128 and 4096 bytes, and will be included into the
1156 Public Data field as is.
1157
1158 The receiver will compute the signature using the random data received
1159 in the payload, the ID associated to the connection and the public key
1160 (or certificate) received in the SKE protocol.  After computing the
1161 receiver MUST verify the signature.  In this case also, the entire
1162 payload is encrypted.
1163
1164
1165 .ti 0
1166 3.10 Algorithms
1167
1168 This section defines all the allowed algorithms that can be used in
1169 the SILC protocol.  This includes mandatory cipher, mandatory public
1170 key algorithm and MAC algorithms.
1171
1172
1173 .ti 0
1174 3.10.1 Ciphers
1175
1176 Cipher is the encryption algorithm that is used to protect the data
1177 in the SILC packets.  See [SILC2] of the actual encryption process and
1178 definition of how it must be done.  SILC has a mandatory algorithm that
1179 must be supported in order to be compliant with this protocol.
1180
1181 The following ciphers are defined in SILC protocol:
1182
1183 .in 6
1184 aes-256-cbc         AES in CBC mode, 256 bit key       (REQUIRED)
1185 aes-192-cbc         AES in CBC mode, 192 bit key       (OPTIONAL)
1186 aes-128-cbc         AES in CBC mode, 128 bit key       (OPTIONAL)
1187 twofish-256-cbc     Twofish in CBC mode, 256 bit key   (OPTIONAL)
1188 twofish-192-cbc     Twofish in CBC mode, 192 bit key   (OPTIONAL)
1189 twofish-128-cbc     Twofish in CBC mode, 128 bit key   (OPTIONAL)
1190 blowfish-128-cbc    Blowfish in CBC mode, 128 bit key  (OPTIONAL)
1191 cast-256-cbc        CAST-256 in CBC mode, 256 bit key  (OPTIONAL)
1192 cast-192-cbc        CAST-256 in CBC mode, 192 bit key  (OPTIONAL)
1193 cast-128-cbc        CAST-256 in CBC mode, 128 bit key  (OPTIONAL)
1194 rc6-256-cbc         RC6 in CBC mode, 256 bit key       (OPTIONAL)
1195 rc6-192-cbc         RC6 in CBC mode, 192 bit key       (OPTIONAL)
1196 rc6-128-cbc         RC6 in CBC mode, 128 bit key       (OPTIONAL)
1197 mars-256-cbc        Mars in CBC mode, 256 bit key      (OPTIONAL)
1198 mars-192-cbc        Mars in CBC mode, 192 bit key      (OPTIONAL)
1199 mars-128-cbc        Mars in CBC mode, 128 bit key      (OPTIONAL)
1200 none                No encryption                      (OPTIONAL)
1201 .in 3
1202
1203
1204 Algorithm none does not perform any encryption process at all and 
1205 thus is not recommended to be used.  It is recommended that no client
1206 or server implementation would accept none algorithms except in special
1207 debugging mode.
1208
1209 Additional ciphers MAY be defined to be used in SILC by using the
1210 same name format as above.
1211
1212
1213 .ti 0
1214 3.10.2 Public Key Algorithms
1215
1216 Public keys are used in SILC to authenticate entities in SILC network
1217 and to perform other tasks related to public key cryptography.  The 
1218 public keys are also used in the SILC Key Exchange protocol [SILC3].
1219
1220 The following public key algorithms are defined in SILC protocol:
1221
1222 .in 6
1223 rsa        RSA  (REQUIRED)
1224 dss        DSS  (OPTIONAL)
1225 .in 3
1226
1227 DSS is described in [Menezes].  The RSA MUST be implemented according
1228 PKCS #1 [PKCS1].  The mandatory PKCS #1 implementation in SILC MUST be
1229 compliant to either PKCS #1 version 1.5 or newer with the following
1230 notes: The signature encoding is always in same format as the encryption
1231 encoding regardless of the PKCS #1 version.  The signature with appendix
1232 (with hash algorithm OID in the data) MUST NOT be used in the SILC.  The
1233 rationale for this is that there is no binding between the PKCS #1 OIDs
1234 and the hash algorithms used in the SILC protocol.  Hence, the encoding
1235 is always in PKCS #1 version 1.5 format.
1236
1237 Additional public key algorithms MAY be defined to be used in SILC.
1238
1239
1240
1241
1242 .ti 0
1243 3.10.3 Hash Functions
1244
1245 Hash functions are used as part of MAC algorithms defined in the next
1246 section.  They are also used in the SILC Key Exchange protocol defined
1247 in the [SILC3].
1248
1249 The following Hash algorithm are defined in SILC protocol:
1250
1251 .in 6
1252 sha1             SHA-1, length = 20      (REQUIRED)
1253 md5              MD5, length = 16        (OPTIONAL)
1254 .in 3
1255
1256
1257 .ti 0
1258 3.10.4 MAC Algorithms
1259
1260 Data integrity is protected by computing a message authentication code
1261 (MAC) of the packet data.  See [SILC2] for details how to compute the
1262 MAC.
1263
1264 The following MAC algorithms are defined in SILC protocol:
1265
1266 .in 6
1267 hmac-sha1-96     HMAC-SHA1, length = 12  (REQUIRED)
1268 hmac-md5-96      HMAC-MD5, length = 12   (OPTIONAL)
1269 hmac-sha1        HMAC-SHA1, length = 20  (OPTIONAL)
1270 hmac-md5         HMAC-MD5, length = 16   (OPTIONAL)
1271 none             No MAC                  (OPTIONAL)
1272 .in 3
1273
1274 The none MAC is not recommended to be used as the packet is not
1275 authenticated when MAC is not computed.  It is recommended that no
1276 client or server would accept none MAC except in special debugging
1277 mode.
1278
1279 The HMAC algorithm is described in [HMAC] and hash algorithms that
1280 are used as part of the HMACs are described in [Scheneir] and in
1281 [Menezes]
1282
1283 Additional MAC algorithms MAY be defined to be used in SILC.
1284
1285
1286 .ti 0
1287 3.10.5 Compression Algorithms
1288
1289 SILC protocol supports compression that may be applied to unencrypted
1290 data.  It is recommended to use compression on slow links as it may
1291 significantly speed up the data transmission.  By default, SILC does not
1292 use compression which is the mode that must be supported by all SILC
1293 implementations.
1294
1295
1296
1297 The following compression algorithms are defined:
1298
1299 .in 6
1300 none        No compression               (REQUIRED)
1301 zlib        GNU ZLIB (LZ77) compression  (OPTIONAL)
1302 .in 3
1303
1304 Additional compression algorithms MAY be defined to be used in SILC.
1305
1306
1307 .ti 0
1308 3.11 SILC Public Key
1309
1310 This section defines the type and format of the SILC public key.  All
1311 implementations MUST support this public key type.  See [SILC3] for
1312 other optional public key and certificate types allowed in the SILC
1313 protocol.  Public keys in SILC may be used to authenticate entities
1314 and to perform other tasks related to public key cryptography.
1315
1316 The format of the SILC Public Key is as follows:
1317
1318
1319 .in 5
1320 .nf
1321                      1                   2                   3
1322  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
1323 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
1324 |                        Public Key Length                      |
1325 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
1326 |     Algorithm Name Length     |                               |
1327 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                               +
1328 |                                                               |
1329 ~                         Algorithm Name                        ~
1330 |                                                               |
1331 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
1332 |       Identifier Length       |                               |
1333 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                               +
1334 |                                                               |
1335 ~                           Identifier                          ~
1336 |                                                               |
1337 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
1338 |                                                               |
1339 ~                           Public Data                         ~
1340 |                                                               |
1341 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
1342 .in 3
1343
1344 .ce
1345 Figure 5:  SILC Public Key
1346
1347
1348 .in 6
1349 o Public Key Length (4 bytes) - Indicates the full length
1350   of the public key, not including this field.
1351
1352 o Algorithm Name Length (2 bytes) - Indicates the length
1353   of the Algorithm Length field, not including this field.
1354
1355 o Algorithm name (variable length) - Indicates the name
1356   of the public key algorithm that the key is.  See the
1357   section 3.10.2 Public Key Algorithms for defined names.
1358
1359 o Identifier Length (2 bytes) - Indicates the length of
1360   the Identifier field, not including this field.
1361
1362 o Identifier (variable length) - Indicates the identifier
1363   of the public key.  This data can be used to identify
1364   the owner of the key.  The identifier is of the following
1365   format:
1366
1367      UN   User name
1368      HN   Host name or IP address
1369      RN   Real name
1370      E    EMail address
1371      O    Organization
1372      C    Country
1373
1374
1375   Examples of an identifier:
1376
1377     `UN=priikone, HN=poseidon.pspt.fi, E=priikone@poseidon.pspt.fi'
1378
1379     `UN=sam, HN=dummy.fi, RN=Sammy Sam, O=Company XYZ, C=Finland'
1380
1381   At least user name (UN) and host name (HN) MUST be provided as
1382   identifier.  The fields are separated by commas (`,').  If
1383   comma is in the identifier string it must be written as `\\,',
1384   for example, `O=Company XYZ\\, Inc.'.
1385
1386 o Public Data (variable length) - Includes the actual
1387   public data of the public key.
1388
1389   The format of this field for RSA algorithm is
1390   as follows:
1391
1392      4 bytes            Length of e
1393      variable length    e
1394      4 bytes            Length of n
1395      variable length    n
1396
1397
1398   The format of this field for DSS algorithm is
1399   as follows:
1400
1401      4 bytes            Length of p
1402      variable length    p
1403      4 bytes            Length of q
1404      variable length    q
1405      4 bytes            Length of g
1406      variable length    g
1407      4 bytes            Length of y
1408      variable length    y
1409
1410   The variable length fields are multiple precession
1411   integers encoded as strings in both examples.
1412
1413   Other algorithms must define their own type of this
1414   field if they are used.
1415 .in 3
1416
1417 All fields in the public key are in MSB (most significant byte first)
1418 order.
1419
1420
1421 .ti 0
1422 3.12 SILC Version Detection
1423
1424 The version detection of both client and server is performed at the
1425 connection phase while executing the SILC Key Exchange protocol.  The
1426 version identifier is exchanged between initiator and responder.  The
1427 version identifier is of the following format:
1428
1429 .in 6
1430 SILC-<protocol version>-<software version>
1431 .in 3
1432
1433 The version strings are of the following format:
1434
1435 .in 6
1436 protocol version = <major>.<minor>
1437 software version = <major>[.<minor>[.<build>]]
1438 .in 3
1439
1440 Protocol version MAY provide both major and minor version.  Currently
1441 implementations MUST set the protocol version and accept the protocol
1442 version as SILC-1.0-<software version>. 
1443
1444 Software version MAY provide major, minor and build version.  The
1445 software version MAY be freely set and accepted.
1446
1447
1448 Thus, the version string could be, for example:
1449
1450 .in 6
1451 SILC-1.0-1.2
1452 .in 3
1453
1454
1455 .ti 0
1456 3.13 Backup Routers
1457
1458 Backup routers may exist in the cell in addition of the primary router.
1459 However, they must not be active routers and act as routers in the cell.
1460 Only one router may be acting as primary router in the cell.  In the case
1461 of failure of the primary router may one of the backup routers become
1462 active.  The purpose of backup routers are in case of failure of the
1463 primary router to maintain working connections inside the cell and outside
1464 the cell and to avoid netsplits.
1465
1466 Backup routers are normal servers in the cell that are prepared to take
1467 over the tasks of the primary router if needed.  They need to have at
1468 least one direct and active connection to the primary router of the cell.
1469 This communication channel is used to send the router information to
1470 the backup router.  When the backup router connects to the primary router
1471 of the cell it MUST present itself as router server in the Connection
1472 Authentication protocol, even though it is normal server as long as the
1473 primary router is available.  Reason for this is that the configuration
1474 needed in the responder end requires usually router connection level
1475 configuration.  The responder, however must understand and treat the
1476 connection as normal server (except when feeding router level data to
1477 the backup router).
1478
1479 Backup router must know everything that the primary router knows to be
1480 able to take over the tasks of the primary router.  It is the primary
1481 router's responsibility to feed the data to the backup router.  If the
1482 backup router does not know all the data in the case of failure some
1483 connections may be lost.  The primary router of the cell must consider
1484 the backup router being actual router server when it feeds the data to
1485 it.
1486
1487 In addition of having direct connection to the primary router of the
1488 cell, the backup router must also have connection to the same router
1489 the primary router of the cell is connected.  However, it must not be
1490 active router connection meaning that the backup router must not use
1491 that channel as its primary route and it must not notify the router
1492 about having connected servers, channels and clients behind it.  It
1493 merely connects to the router.  This sort of connection is later
1494 referred as being passive connection.  Some keepalive actions may be
1495 needed by the router to keep the connection alive.
1496
1497 It is required that other normal servers have passive connections to
1498 the backup router(s) in the cell.  Some keepalive actions may be needed
1499 by the server to keep the connection alive.  After they notice the
1500 failure of the primary router they must start using the connection to
1501 the first backup router as their primary route.
1502
1503 Also, if any other router in the network is using the cell's primary
1504 router as its own primary router, it must also have passive connection
1505 to the cell's backup router.  It too is prepared to switch to use the
1506 backup router as its new primary router as soon as the orignal primary
1507 router becomes unresponsive.
1508
1509 All of the parties of this protocol knows which one is the backup router
1510 of the cell from their local configuration.  Each of the entity must
1511 be configured accordingly and care must be taken when configuring the
1512 backup routers, servers and other routers in the network.
1513
1514 It must be noted that some of the channel messages and private messages
1515 may be lost during the switch to the backup router.  The announcements
1516 assures that the state of the network is not lost during the switch.
1517
1518 It is RECOMMENDED that there would be at least one backup router in
1519 the cell.  It is NOT RECOMMENDED to have all servers in the cell acting
1520 as backup routers as it requires establishing several connections to
1521 several servers in the cell.  Large cells can easily have several
1522 backup routers in the cell.
1523
1524 The order of the backup routers are decided at the configuration phase.
1525 All the parties of this protocol must be configured accordingly to 
1526 understand the order of the backup routers.  It is not required that
1527 the backup server is actually active server in the cell.  Backup router
1528 may be a spare server in the cell that does not accept normal client
1529 connections at all.  It may be reserved purely for the backup purposes.
1530 These, however, are cell management issues.
1531
1532 If also the first backup router is down as well and there is another
1533 backup router in the cell then it will start acting as the primary
1534 router as described above.
1535
1536
1537 .ti 0
1538 3.13.1 Switching to Backup Router
1539
1540 When the primary router of the cell becomes unresponsive, for example
1541 by sending EOF to the connection, all the parties of this protocol MUST
1542 replace the old connection to the primary router with first configured
1543 backup router.  The backup router usually needs to do local modifications
1544 to its database in order to update all the information needed to maintain
1545 working routes.  The backup router must understand that clients that
1546 were orignated from the primary router are now originated from some of
1547 the existing server connections and must update them accordingly.  It
1548 must also remove those clients that were owned by the primary router
1549 since those connections were lost when the primary router became
1550 unresponsive.
1551
1552 All the other parties of the protocol must also update their local
1553 database to understand that the route to the primary router will now go
1554 to the backup router.
1555
1556 The servers connected to the backup router must announce their clients,
1557 channels, channel users, channel user modes and channel modes to the
1558 backup router.  This is to assure that none of the important notify 
1559 packets were lost during the switch to the backup router.  The backup
1560 router must check which of these announced entities it already have
1561 and distribute the new ones to the primary route.
1562
1563 The backup router too must announce its servers, clients, channels
1564 and other information to the new primary router.  The primary router
1565 of the backup router too must announce its informations to the backup
1566 router.  Both must process only the ones they do not know about.  If
1567 any of the announced modes does not match then they are enforced in
1568 normal manner defined later in this specification.
1569
1570
1571 .ti 0
1572 3.13.2 Resuming Primary Router
1573
1574 Usually the primary router is unresponsive only a short period of time
1575 and it is intended that the original router of the cell will reassume
1576 its position as primary router when it comes back online.  The backup
1577 router that is now acting as primary router of the cell must constantly
1578 try to connect to the original primary router of the cell.  It is
1579 RECOMMENDED that it would try to reconnect in 30 second intervals to
1580 the primary router.
1581
1582 When the connection is established to the primary router the backup
1583 resuming protocol is executed.  The protocol is advanced as follows:
1584
1585   1. Backup router sends SILC_PACKET_RESUME_ROUTER packet with type
1586      value 1 the primary router that came back online.  The packet
1587      will indicate the primary router has been replaced by the backup
1588      router.  After sending the packet the backup router will announce
1589      all of its channels, channel users, modes etc. to the primary
1590      router.
1591
1592   2. Backup router sends SILC_PACKET_RESUME_ROUTER packet with type
1593      value 2 to its current primary router to indicate that it will
1594      resign as being primary router.  Then, backup router sends the
1595      SILC_PACKET_RESUME_ROUTER packet with type value 1 to all
1596      connected servers to also indicate that it will resign as being
1597      primary router.
1598
1599   3. Backup router also send SILC_PACKET_RESUME_ROUTER packet with
1600      type value 2 to the router that is using the backup router
1601      currently as its primary router.
1602
1603   4. Any server and router that receives the SILC_PACKET_RESUME_ROUTER
1604      with type value 1 or 2 must reconnect immediately to the
1605      primary router of the cell that came back online.  After they
1606      have created the connection they MUST NOT use that connection
1607      as active primary route but still route all packets to the
1608      backup router.  After the connection is created they MUST send
1609      SILC_PACKET_RESUME_ROUTER with type value 3 back to the
1610      backup router.  The session ID value found in the first packet
1611      MUST be set in this packet.
1612
1613   5. Backup router MUST wait for all packets with type value 3 before
1614      it continues with the protocol.  It knows from the session ID values
1615      set in the packet when it have received all packets.  The session
1616      value should be different in all packets it have send earlier.
1617      After the packets is received the backup router sends the
1618      SILC_PACKET_RESUME_ROUTER packet with type value 4 to the
1619      primary router that came back online.  This packet will indicate 
1620      that the backup router is now ready to resign as being primary
1621      router.  The session ID value in this packet MUST be the same as
1622      in first packet sent to the primary router.  During this time
1623      the backup router should still route all packets it is receiving
1624      from server connections.
1625
1626   6. The primary router receives the packet and send the
1627      SILC_PACKET_RESUME_ROUTER with type value 5 to all connected servers
1628      including the backup router.  It also sends the packet with type
1629      value 6 to its primary router, and to the router that is using
1630      it as its primary router.  The Session ID value in this packet
1631      SHOULD be zero (0).
1632
1633   7. Any server and router that receives the SILC_PACKET_RESUME_ROUTER
1634      with type value 5 or 6 must switch their primary route to the
1635      new primary router and remove the route for the backup router, since
1636      it is not anymore the primary router of the cell.  They must also
1637      update their local database to understand that the clients are
1638      not originated from the backup router but from the locally connected
1639      servers.  After that they MUST announce their channels, channel
1640      users, modes etc. to the primary router.  They must not use the
1641      backup router connection after this and the connection is considered
1642      to be passive connection.  The implementations SHOULD be able
1643      to disable the connection without closing the actual link.
1644
1645 After this protocol is executed the backup router is now again normal
1646 server in the cell that has the backup link to the primary router.  The
1647 primary router feeds the router specific data again to the backup router.
1648 All server connections in the backup router are considered passive
1649 connections.
1650
1651 When the primary router of the cell comes back online and connects
1652 to its primary router, the remote primary router must send the 
1653 SILC_PACKET_RESUME_ROUTER with type value 20 indicating that the
1654 connection is not allowed since the router has been replaced by an
1655 backup router.  The session ID value in this packet SHOULD be zero (0).
1656 When the router receives this packet it must not use the connection
1657 as active connection but to understand that it cannot act as primary
1658 router in the cell.  It must wait that the backup router connects to
1659 it, and the backup resuming protocol is executed.
1660
1661 The following type values has been defined for SILC_PACKET_RESUME_ROUTER
1662 packet:
1663
1664   1    SILC_SERVER_BACKUP_START
1665   2    SILC_SERVER_BACKUP_START_GLOBAL
1666   3    SILC_SERVER_BACKUP_START_CONNECTED
1667   4    SILC_SERVER_BACKUP_START_ENDING
1668   5    SILC_SERVER_BACKUP_START_RESUMED
1669   6    SILC_SERVER_BACKUP_START_GLOBAL
1670   20   SILC_SERVER_BACKUP_START_REPLACED
1671
1672 If any other value is found in the type field the packet must be 
1673 discarded.  The SILC_PACKET_RESUME_ROUTER packet and its payload
1674 is defined in [SILC2].
1675
1676
1677 .ti 0
1678 3.13.3 Discussion on Backup Router Scheme
1679
1680 It is clear that this backup router support is not able to handle all
1681 possible situations arrising in unreliable network environment.  This
1682 scheme for example does not handle situation when the router actually
1683 does not go offline but the network link goes down temporarily.  It would
1684 require some intelligence to figure out when it is best time to switch
1685 to the backup router.  To make it even more complicated it is possible
1686 that the backup router may have not lost the network link to the primary
1687 router.
1688
1689 Other possible situation is when the network link is lost temporarily
1690 between two primary routers in the SILC network.  Unless the routers
1691 notice the link going down they cannot perhaps find alternative routes.
1692 Worst situation is when the link goes down only for a short period of
1693 time, thus causing lag.  Should the routers or servers find alternative
1694 routes if they cannot get response from the router during the lag?
1695 When alternative routes are being found it must be careful not to
1696 mess up existing primary routes between routers in the network.
1697
1698 It is suggested that the current backup router scheme is only temporary
1699 solution and existing backup router protocols are studied further.  It
1700 is also suggested that the backup router specification will be separated
1701 from this SILC specification Internet-Draft and additional specification
1702 is written on the subject.
1703
1704
1705
1706 .ti 0
1707 4 SILC Procedures
1708
1709 This section describes various SILC procedures such as how the 
1710 connections are created and registered, how channels are created and
1711 so on.  The section describes the procedures only generally as details
1712 are described in [SILC2] and [SILC3].
1713
1714
1715 .ti 0
1716 4.1 Creating Client Connection
1717
1718 This section describes the procedure when client connects to SILC server.
1719 When client connects to server the server MUST perform IP address lookup
1720 and reverse IP address lookup to assure that the origin host really is
1721 who it claims to be.  Client, host, connecting to server SHOULD have 
1722 both valid IP address and fully qualified domain name (FQDN).
1723
1724 After that the client and server performs SILC Key Exchange protocol
1725 which will provide the key material used later in the communication.
1726 The key exchange protocol MUST be completed successfully before the
1727 connection registration may continue.  The SILC Key Exchange protocol
1728 is described in [SILC3].
1729
1730 Typical server implementation would keep a list of connections that it
1731 allows to connect to the server.  The implementation would check, for
1732 example, the connecting client's IP address from the connection list
1733 before the SILC Key Exchange protocol has been started.  Reason for
1734 this is that if the host is not allowed to connect to the server there
1735 is no reason to perform the key exchange protocol.
1736
1737 After successful key exchange protocol the client and server performs
1738 connection authentication protocol.  The purpose of the protocol is to
1739 authenticate the client connecting to the server.  Flexible
1740 implementation could also accept the client to connect to the server
1741 without explicit authentication.  However, if authentication is
1742 desired for a specific client it may be based on passphrase or
1743 public key authentication.  If authentication fails the connection
1744 MUST be terminated.  The connection authentication protocol is described
1745 in [SILC3].
1746
1747 After successful key exchange and authentication protocol the client
1748 registers itself by sending SILC_PACKET_NEW_CLIENT packet to the
1749 server.  This packet includes various information about the client
1750 that the server uses to create the client.  Server creates the client
1751 and sends SILC_PACKET_NEW_ID to the client which includes the created
1752 Client ID that the client MUST start using after that.  After that
1753 all SILC packets from the client MUST have the Client ID as the
1754 Source ID in the SILC Packet Header, described in [SILC2].
1755
1756 Client MUST also get the server's Server ID that is to be used as
1757 Destination ID in the SILC Packet Header when communicating with
1758 the server (for example when sending commands to the server).  The
1759 ID may be resolved in two ways.  Client can take the ID from an
1760 previously received packet from server that MUST include the ID,
1761 or to send SILC_COMMAND_INFO command and receive the Server ID as
1762 command reply.
1763
1764 Server MAY choose not to use the information received in the
1765 SILC_PACKET_NEW_CLIENT packet.  For example, if public key or 
1766 certificate were used in the authentication, server MAY use those
1767 informations rather than what it received from client.  This is suitable
1768 way to get the true information about client if it is available.
1769
1770 The nickname of client is initially set to the username sent in the
1771 SILC_PACKET_NEW_CLIENT packet.  User should set the nickname to more
1772 suitable by sending SILC_COMMAND_NICK command.  However, this is not
1773 required as part of registration process.
1774
1775 Server MUST also distribute the information about newly registered
1776 client to its router (or if the server is router, to all routers in
1777 the SILC network).  More information about this in [SILC2].
1778
1779
1780 .ti 0
1781 4.2 Creating Server Connection
1782
1783 This section describes the procedure when server connects to its
1784 router (or when router connects to other router, the cases are
1785 equivalent).  The procedure is very much alike when client connects
1786 to the server thus it is not repeated here.
1787
1788 One difference is that server MUST perform connection authentication
1789 protocol with proper authentication.  A proper authentication is based
1790 on passphrase or public key authentication.
1791
1792 After server and router has successfully performed the key exchange
1793 and connection authentication protocol, the server register itself
1794 to the router by sending SILC_PACKET_NEW_SERVER packet.  This packet
1795 includes the server's Server ID that it has created by itself and
1796 other relevant information about the server.
1797
1798 After router has received the SILC_PACKET_NEW_SERVER packet it
1799 distributes the information about newly registered server to all routers
1800 in the SILC network.  More information about this in [SILC2].
1801
1802 As client needed to resolve the destination ID this MUST be done by the
1803 server that connected to the router, as well.  The way to resolve it is
1804 to get the ID from previously received packet.  The server MAY also 
1805 use SILC_COMMAND_INFO command to resolve the ID.  Server MUST also start
1806 using its own Server ID as Source ID in SILC Packet Header and the
1807 router's Server ID as Destination when communicating with the router.
1808
1809
1810 .ti 0
1811 4.2.1 Announcing Clients, Channels and Servers
1812
1813 After server or router has connected to the remote router, and it already
1814 has connected clients and channels it MUST announce them to the router.
1815 If the server is router server, also all the local servers in the cell
1816 MUST be announced.
1817
1818 All clients are announced by compiling a list of ID Payloads into the
1819 SILC_PACKET_NEW_ID packet.  All channels are announced by compiling a
1820 list of Channel Payloads into the SILC_PACKET_NEW_CHANNEL packet.  Also, 
1821 the channel users on the channels must be announced by compiling a
1822 list of Notify Payloads with the SILC_NOTIFY_TYPE_JOIN notify type into
1823 the SILC_PACKET_NOTIFY packet.  The users' modes on the channel must 
1824 also be announced by compiling list of Notify Payloads with the 
1825 SILC_NOTIFY_TYPE_CUMODE_CHANGE notify type into the SILC_PACKET_NOTIFY
1826 packet.
1827
1828 The router MUST also announce the local servers by compiling list of
1829 ID Payloads into the SILC_PACKET_NEW_ID packet.
1830
1831 The router which receives these lists MUST process them and broadcast
1832 the packets to its primary route.
1833
1834 When processing the announced channels and channel users the router MUST
1835 check whether a channel exists already with the same name.  If channel
1836 exists with the same name it MUST check whether the Channel ID is
1837 different.  If the Channel ID is different the router MUST send the notify
1838 type SILC_NOTIFY_TYPE_CHANNEL_CHANGE to the server to force the channel ID
1839 change to the ID the router has.  If the mode of the channel is different
1840 the router MUST send the notify type SILC_NOTIFY_TYPE_CMODE_CHANGE to the
1841 server to force the mode change to the mode that the router has.
1842
1843 The router MUST also generate new channel key and distribute it to the
1844 channel.  The key MUST NOT be generated if the SILC_CMODE_PRIVKEY mode
1845 is set.
1846
1847 If the channel has channel founder on the router the router MUST send
1848 the notify type SILC_NOTIFY_TYPE_CUMODE_CHANGE to the server to force
1849 the mode change for the channel founder on the server.  The channel 
1850 founder privileges MUST be removed.
1851
1852 The router processing the channels MUST also compile a list of
1853 Notify Payloads with the SILC_NOTIFY_TYPE_JOIN notify type into the
1854 SILC_PACKET_NOTIFY and send the packet to the server.  This way the
1855 server (or router) will receive the clients on the channel that
1856 the router has.
1857
1858
1859 .ti 0
1860 4.3 Joining to a Channel
1861
1862 This section describes the procedure when client joins to a channel.
1863 Client joins to channel by sending command SILC_COMMAND_JOIN to the
1864 server.  If the receiver receiving join command is normal server the
1865 server MUST check its local list whether this channel already exists
1866 locally.  This would indicate that some client connected to the server
1867 has already joined to the channel.  If this is case the client is
1868 joined to the channel, new channel key is created and information about
1869 newly joined channel is sent to the router.  The router is informed
1870 by sending SILC_NOTIFY_TYPE_JOIN notify type.  The notify type MUST
1871 also be sent to the local clients on the channel.  The new channel key
1872 is also sent to the router and to local clients on the channel.
1873
1874 If the channel does not exist in the local list the client's command
1875 MUST be sent to the router which will then perform the actual joining
1876 procedure.  When server receives the reply to the command from the
1877 router it MUST be sent to the client which sent the command originally.
1878 Server will also receive the channel key from the server that it MUST
1879 send to the client which originally requested the join command.  The
1880 server MUST also save the channel key.
1881
1882 If the receiver of the join command is router it MUST first check its
1883 local list whether anyone in the cell has already joined to the channel.
1884 If this is the case the client is joined to the channel and reply is
1885 sent to the client.  If the command was sent by server the command reply
1886 is sent to the server which sent it.  Then the router MUST also create
1887 new channel key and distribute it to all clients on the channel and
1888 all servers that has clients on the channel.  Router MUST also send
1889 the SILC_NOTIFY_TYPE_JOIN notify type to local clients on the channel
1890 and to local servers that has clients on the channel.
1891
1892 If the channel does not exist on the router's local list it MUST
1893 check the global list whether the channel exists at all.  If it does
1894 the client is joined to the channel as described previously.  If
1895 the channel does not exist the channel is created and the client
1896 is joined to the channel.  The channel key is also created and
1897 distributed as previously described.  The client joining to the created
1898 channel is made automatically channel founder and both channel founder
1899 and channel operator privileges is set for the client.
1900
1901 If the router created the channel in the process, information about the
1902 new channel MUST be broadcasted to all routers.  This is done by 
1903 broadcasting SILC_PACKET_NEW_CHANNEL packet to the router's primary
1904 route.  When the router joins the client to the channel it MUST also
1905 send information about newly joined client to all routers in the SILC
1906 network.  This is done by broadcasting the SILC_NOTIFY_TYPE_JOIN notify
1907 type to the router's primary route. 
1908
1909 It is important to note that new channel key is created always when
1910 new client joins to channel, whether the channel has existed previously
1911 or not.  This way the new client on the channel is not able to decrypt
1912 any of the old traffic on the channel.  Client which receives the reply to
1913 the join command MUST start using the received Channel ID in the channel
1914 message communication thereafter.  Client also receives the key for the
1915 channel in the command reply.  Note that the channel key is never
1916 generated if the SILC_CMODE_PRIVKEY mode is set.
1917
1918
1919 .ti 0
1920 4.4 Channel Key Generation
1921
1922 Channel keys are created by router which creates the channel by taking
1923 enough randomness from cryptographically strong random number generator.
1924 The key is generated always when channel is created, when new client
1925 joins a channel and after the key has expired.  Key could expire for
1926 example in an hour.
1927
1928 The key MUST also be re-generated whenever some client leaves a channel.
1929 In this case the key is created from scratch by taking enough randomness
1930 from the random number generator.  After that the key is distributed to
1931 all clients on the channel.  However, channel keys are cell specific thus
1932 the key is created only on the cell where the client, which left the
1933 channel, exists.  While the server or router is creating the new channel
1934 key, no other client may join to the channel.  Messages that are sent
1935 while creating the new key are still processed with the old key.  After
1936 server has sent the SILC_PACKET_CHANNEL_KEY packet MUST client start
1937 using the new key.  If server creates the new key the server MUST also
1938 send the new key to its router.  See [SILC2] on more information about
1939 how channel messages must be encrypted and decrypted when router is
1940 processing them.
1941
1942 When client receives the SILC_PACKET_CHANNEL_KEY packet with the
1943 Channel Key Payload it MUST process the key data to create encryption
1944 and decryption key, and to create the HMAC key that is used to compute
1945 the MACs of the channel messages.  The processing is as follows:
1946
1947   channel_key  = raw key data
1948   HMAC key     = hash(raw key data)
1949
1950 The raw key data is the key data received in the Channel Key Payload.
1951 The hash() function is the hash function used in the HMAC of the channel.
1952 Note that the server MUST also save the channel key.
1953
1954
1955 .ti 0
1956 4.5 Private Message Sending and Reception
1957
1958 Private messages are sent point to point.  Client explicitly destines
1959 a private message to specific client that is delivered to only to that
1960 client.  No other client may receive the private message.  The receiver
1961 of the private message is destined in the SILC Packet Header as any
1962 other packet as well.
1963
1964 If the sender of a private message does not know the receiver's Client
1965 ID, it MUST resolve it from server.  There are two ways to resolve the
1966 client ID from server; it is RECOMMENDED that client implementations
1967 send SILC_COMMAND_IDENTIFY command to receive the Client ID.  Client
1968 MAY also send SILC_COMMAND_WHOIS command to receive the Client ID.
1969 If the sender has received earlier a private message from the receiver
1970 it should have cached the Client ID from the SILC Packet Header.
1971
1972 See [SILC2] for description of private message encryption and decryption
1973 process.
1974
1975
1976 .ti 0
1977 4.6 Private Message Key Generation
1978
1979 Private message MAY be protected by the key generated by the client.
1980 The key may be generated and sent to the other client by sending packet
1981 SILC_PACKET_PRIVATE_MESSAGE_KEY which travels through the network
1982 and is secured by session keys.  After that the private message key
1983 is used in the private message communication between those clients.
1984
1985 Other choice is to entirely use keys that are not sent through
1986 the SILC network at all.  This significantly adds security.  This key
1987 would be pre-shared-key that is known by both of the clients.  Both
1988 agree about using the key and starts sending packets that indicate
1989 that the private message is secured using private message key.
1990
1991 The key material used as private message key is implementation issue.
1992 However, SILC_PACKET_KEY_AGREEMENT packet MAY be used to negotiate
1993 the key material.  If the key is normal pre-shared-key or randomly
1994 generated key, and the SILC_PACKET_KEY_AGREEMENT was not used, then
1995 the key material SHOULD be processed as defined in the [SILC3].  In
1996 the processing, however, the HASH, as defined in [SILC3] MUST be 
1997 ignored.  After processing the key material it is employed as defined
1998 in [SILC3], however, the HMAC key material MUST be discarded.
1999
2000 If the key is pre-shared-key or randomly generated the implementations
2001 should use the SILC protocol's mandatory cipher as the cipher.  If the
2002 SKE was used to negotiate key material the cipher was negotiated as well.
2003
2004 .ti 0
2005 4.7 Channel Message Sending and Reception
2006
2007 Channel messages are delivered to group of users.  The group forms a
2008 channel and all clients on the channel receives messages sent to the
2009 channel.
2010
2011 Channel messages are destined to channel by specifying the Channel ID
2012 as Destination ID in the SILC Packet Header.  The server MUST then
2013 distribute the message to all clients on the channel by sending the
2014 channel message destined explicitly to a client on the channel.
2015
2016 See the [SILC2] for description of channel messege routing for router
2017 servers.
2018
2019 See [SILC2] for description of channel message encryption and decryption
2020 process.
2021
2022
2023 .ti 0
2024 4.8 Session Key Regeneration
2025
2026 Session keys MUST be regenerated periodically, say, once in an hour.
2027 The re-key process is started by sending SILC_PACKET_REKEY packet to
2028 other end, to indicate that re-key must be performed.  The initiator
2029 of the connection SHOULD initiate the re-key.
2030
2031 If perfect forward secrecy (PFS) flag was selected in the SILC Key
2032 Exchange protocol [SILC3] the re-key MUST cause new key exchange with
2033 SKE protocol.  In this case the protocol is secured with the old key
2034 and the protocol results to new key material.  See [SILC3] for more
2035 information.  After the SILC_PACKET_REKEY packet is sent the sender
2036 will perform the SKE protocol.
2037
2038 If PFS flag was set the resulted key material is processed as described
2039 in the section Processing the Key Material in [SILC3].  The difference
2040 with re-key in the processing is that the initial data for the hash 
2041 function is just the resulted key material and not the HASH as it
2042 is not computed at all with re-key.  Other than that, the key processing
2043 it equivalent to normal SKE negotiation.
2044
2045 If PFS flag was not set, which is the default case, then re-key is done
2046 without executing SKE protocol.  In this case, the new key is created by
2047 providing the current sending encryption key to the SKE protocol's key
2048 processing function.  The process is described in the section Processing
2049 the Key Material in [SILC3].  The difference in the processing is that
2050 the initial data for the hash function is the current sending encryption
2051 key and not the SKE's KEY and HASH values.  Other than that, the key
2052 processing is equivalent to normal SKE negotiation.
2053
2054 After both parties has regenerated the session key, both MUST send
2055 SILC_PACKET_REKEY_DONE packet to each other.  These packets are still
2056 secured with the old key.  After these packets, the subsequent packets
2057 MUST be protected with the new key.
2058
2059
2060
2061
2062 .ti 0
2063 4.9 Command Sending and Reception
2064
2065 Client usually sends the commands in the SILC network.  In this case
2066 the client simply sends the command packet to server and the server
2067 processes it and replies with command reply packet.
2068
2069 However, if the server is not able to process the command, it is sent 
2070 to the server's router.  This is case for example with commands such
2071 as, SILC_COMMAND_JOIN and SILC_COMMAND_WHOIS commands.  However, there
2072 are other commands as well.  For example, if client sends the WHOIS
2073 command requesting specific information about some client the server must
2074 send the WHOIS command to router so that all clients in SILC network
2075 are searched.  The router, on the other hand, sends the WHOIS command
2076 further to receive the exact information about the requested client.
2077 The WHOIS command travels all the way to the server which owns the client
2078 and it replies with command reply packet.  Finally, the server which
2079 sent the command receives the command reply and it must be able to
2080 determine which client sent the original command.  The server then
2081 sends command reply to the client.  Implementations should have some
2082 kind of cache to handle, for example, WHOIS information.  Servers
2083 and routers along the route could all cache the information for faster
2084 referencing in the future.
2085
2086 The commands sent by server may be sent hop by hop until someone is able
2087 to process the command.  However, it is preferred to destine the command
2088 as precisely as it is possible.  In this case, other routers en route
2089 MUST route the command packet by checking the true sender and true
2090 destination of the packet.  However, servers and routers MUST NOT route
2091 command reply packets to clients coming from other server.  Client
2092 MUST NOT accept command reply packet originated from anyone else but
2093 from its own server.
2094
2095
2096 .ti 0
2097 4.10 Closing Connection
2098
2099 When remote client connection is closed the server MUST send the notify
2100 type SILC_NOTIFY_TYPE_SIGNOFF to its primary router and to all channels
2101 the client was joined.  The server MUST also save the client's information
2102 for a period of time for history purposes.
2103
2104 When remote server or router connection is closed the server or router
2105 MUST also remove all the clients that was behind the server or router
2106 from the SILC Network.  The server or router MUST also send the notify
2107 type SILC_NOTIFY_TYPE_SERVER_SIGNOFF to its primary router and to all
2108 local clients that are joined on the same channels with the remote 
2109 server's or router's clients.
2110
2111
2112 .ti 0
2113 5 Security Considerations
2114
2115 Security is central to the design of this protocol, and these security
2116 considerations permeate the specification.  Common security considerations
2117 such as keeping private keys truly private and using adequate lengths for
2118 symmetric and asymmetric keys must be followed in order to maintain the
2119 security of this protocol.
2120
2121 Special attention must also be paid on the servers and routers that are
2122 running the SILC service.  The SILC protocol's security depends greatly
2123 on the security and the integrity of the servers and administrators that
2124 are running the service.  It is recommended that some form of registration
2125 is required by the server and router administrator prior acceptance to
2126 the SILC Network.  The clients should be able to trust the servers they
2127 are using.
2128
2129 It however must be noted that if the client requires absolute security
2130 by not trusting any of the servers or routers in the SILC Network, can
2131 be accomplished by negotiating private keys outside the SILC Network,
2132 either using SKE or some other key negotiation protocol, or to use some
2133 other external means for distributing the keys.  This applies for all 
2134 messages, private messages and channel messages.  It is important to note
2135 that SILC, like any other security protocol is not full proof system and
2136 cannot secure from insecure environment; the SILC servers and routers could
2137 very well be compromised.  However, to provide acceptable level of security
2138 and usability for end user the protocol uses many times session keys or
2139 other keys generated by the servers to secure the messages.  If this is
2140 unacceptable for the client or end user, the private keys negotiatied 
2141 outside the SILC Network should always be used.  In the end it is always
2142 implementor's choice whether to negotiate private keys by default or
2143 whether to use the keys generated by the servers.
2144
2145 It is also recommended that router operators in the SILC Network would
2146 form a joint forum to discuss the router and SILC Network management
2147 issues.  Also, router operators along with the cell's server operators
2148 should have a forum to discuss the cell management issues.
2149
2150
2151 .ti 0
2152 6 References
2153
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2158              Protocols", Internet Draft, April 2001.
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2167
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2169              2811, April 2000.
2170
2171 [IRC-CLIENT] Kalt, C., "Internet Relay Chat: Client Protocol", RFC
2172              2812, April 2000.
2173
2174 [IRC-SERVER] Kalt, C., "Internet Relay Chat: Server Protocol", RFC
2175              2813, April 2000.
2176
2177 [SSH-TRANS]  Ylonen, T., et al, "SSH Transport Layer Protocol", 
2178              Internet Draft.
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2182
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2185
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2187              Infrastructure, Certificate and CRL Profile", RFC 2459,
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2198
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2204              (IKE)", RFC 2409, November 1998.
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2207              Authentication", RFC 2104, February 1997.
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2209 [PKCS1]      Kalinski, B., and Staddon, J., "PKCS #1 RSA Cryptography
2210              Specifications, Version 2.0", RFC 2437, October 1998.
2211
2212 [RFC2119]    Bradner, S., "Key Words for use in RFCs to Indicate
2213              Requirement Levels", BCP 14, RFC 2119, March 1997.
2214
2215
2216 .ti 0
2217 7 Author's Address
2218
2219 .nf
2220 Pekka Riikonen
2221 Snellmanninkatu 34 A 15
2222 70100 Kuopio
2223 Finland
2224
2225 EMail: priikone@silcnet.org
2226
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