FSM based SKE protocol. Simpler interface.
[silc.git] / lib / silcske / silcske.h
index 554da9e71bc7cf66cd2dd688ada5a8b779c48cd9..389b5532237705efcc76c354205537692a52b5fc 100644 (file)
@@ -1,10 +1,10 @@
 /*
 
-  silcske.h 
+  silcske.h
 
   Author: Pekka Riikonen <priikone@silcnet.org>
 
-  Copyright (C) 2000 - 2002 Pekka Riikonen
+  Copyright (C) 2000 - 2005 Pekka Riikonen
 
   This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
@@ -24,7 +24,7 @@
  *
  * DESCRIPTION
  *
- * Implementation of the SILC Key Exchange Protocol (SKE). The SKE protocol
+ * The SILC Key Exchange (SKE) protocol interface. The SKE protocol
  * is used to negotiate secret key material between two parties, to be used
  * as session key or some other key. For example, when client connects to
  * server SKE is performed to exchange public keys, and to generate the key
  * two create secret key material for securing for example file transfer
  * stream.
  *
- * SKE is based on Diffie-Hellman, and it derives its functionality from
- * SSH2 Key Exchange protocol, OAKLEY Key Determination protocol and
- * Station-To-Station (STS) protocols.
- *
  * This SKE implementation provides easy interface for application
- * that wants to use SKE. In fact, the interface is designed to be 
+ * that wants to use SKE. In fact, the interface is designed to be
  * application independent, and does not expect that the application using
  * SKE would actually relate in any way to SILC. Hence, the interface
  * can be used in any kind of application needing to perform key exchange
  * protocol with two parties. The network connection is also handled
- * outside the SKE interface. For the interface application must provide
- * a packet sending function which SKE library can call when it wants
- * to send packet to the remote host. The actual network connection
- * therefore is handled in the application and not by the SKE library.
+ * outside the SKE interface.
  *
  * The protocol has initiator and responder. The initiator is the one
  * that starts the protocol, and the responder is the one that receives
 
 #include "silcske_status.h"
 
-/****s* silcske/SilcSKEAPI/SilcSKE
+/* Length of cookie in Start Payload */
+#define SILC_SKE_COOKIE_LEN 16
+
+/* Forward declarations */
+typedef struct SilcSKECallbacksStruct *SilcSKECallbacks;
+typedef struct SilcSKEStruct *SilcSKE;
+
+#include "silcske_groups.h"
+#include "silcske_payload.h"
+
+/****d* silcske/SilcSKEAPI/SilcSKESecurityPropertyFlag
  *
  * NAME
  *
- *    typedef struct SilcSKEStruct *SilcSKE;
+ *    typedef enum { ... } SilcSKESecurityPropertyFlag
  *
  * DESCRIPTION
  *
- *    This context is forward declaration for the SilcSKEStruct.
- *    This is allocated by the silc_ske_alloc and freed by the
- *    silc_ske_free function. This context represents the SKE session.
+ *    SKE security property flags as defined by the SK protocol.
  *
- ***/
-typedef struct SilcSKEStruct *SilcSKE;
+ * SOURCE
+ */
+typedef enum {
+  SILC_SKE_SP_FLAG_NONE         = 0x00,         /* No flags */
+  SILC_SKE_SP_FLAG_IV_INCLUDED  = 0x01,         /* IV included in packet */
+  SILC_SKE_SP_FLAG_PFS          = 0x02,         /* Perfect Forward Secrecy */
+  SILC_SKE_SP_FLAG_MUTUAL       = 0x04,         /* Mutual authentication */
+} SilcSKESecurityPropertyFlag;
+/***/
 
 /****s* silcske/SilcSKEAPI/SilcSKESecurityProperties
  *
  * NAME
  *
- *    typedef struct SilcSKESecurityPropertiesStruct
- *                                 *SilcSKESecurityProperties;
+ *    typedef struct { ... } *SilcSKESecurityProperties;
  *
  * DESCRIPTION
  *
- *    This context is forward declaration for the
- *    SilcSKESecurityPropertiesStruct structure. It is allocated by the
- *    library, and it represents the security properties selected during
- *    the SKE negotiation.
+ *    Security Properties negotiated between key exchange parties. This
+ *    structure is filled from the Key Exchange Start Payload which is used
+ *    to negotiate what security properties should be used in the
+ *    communication.
  *
- ***/
-typedef struct SilcSKESecurityPropertiesStruct *SilcSKESecurityProperties;
-
-/* Forward declaration for SKE callbacks structure, which is internal. */
-typedef struct SilcSKECallbacksStruct *SilcSKECallbacks;
+ * SOURCE
+ */
+typedef struct {
+  SilcSKESecurityPropertyFlag flags;    /* Flags */
+  SilcSKEDiffieHellmanGroup group;      /* Selected Diffie Hellman group */
+  SilcPKCS pkcs;                        /* Selected PKCS algorithm */
+  SilcCipher cipher;                    /* Selected cipher */
+  SilcHash hash;                        /* Selected hash algorithm */
+  SilcHmac hmac;                        /* Selected HMAC */
+} *SilcSKESecurityProperties;
+/***/
 
-/****d* silcske/SilcSKEAPI/SilcSKEPKType
+/****s* silcske/SilcSKEAPI/SilcSKEKeyMaterial
  *
  * NAME
  *
- *    typedef enum { ... } SilcSKEPKType;
+ *    typedef struct { ... } *SilcSKEKeyMaterial;
  *
  * DESCRIPTION
  *
- *    Public key and certificate types defined by the SKE protocol.
+ *    This is the key material structure, and is passed as argument by the
+ *    application to silc_ske_process_key_material* functions. It includes
+ *    the processed key material which can be used as SILC session keys.
  *
- * SOURCE
  */
-typedef enum {
-  SILC_SKE_PK_TYPE_SILC    = 1,        /* Mandatory type */
-  /* Optional types. These are not implemented currently */
-  SILC_SKE_PK_TYPE_SSH2    = 2,
-  SILC_SKE_PK_TYPE_X509V3  = 3,
-  SILC_SKE_PK_TYPE_OPENPGP = 4,
-  SILC_SKE_PK_TYPE_SPKI    = 5
-} SilcSKEPKType;
+typedef struct {
+  unsigned char *send_iv;
+  unsigned char *receive_iv;
+  SilcUInt32 iv_len;
+  unsigned char *send_enc_key;
+  unsigned char *receive_enc_key;
+  SilcUInt32 enc_key_len;
+  unsigned char *send_hmac_key;
+  unsigned char *receive_hmac_key;
+  SilcUInt32 hmac_key_len;
+} *SilcSKEKeyMaterial;
 /***/
 
-/****f* silcske/SilcSKEAPI/SilcSKESendPacketCb
+/****s* silcske/SilcSKEAPI/SilcSKERekeyMaterial
  *
- * SYNOPSIS
+ * NAME
  *
- *    typedef void (*SilcSKESendPacketCb)(SilcSKE ske, SilcBuffer packet,
- *                                        SilcPacketType type, void *context);
+ *    typedef struct { ... } *SilcSKERekeyMaterial;
  *
  * DESCRIPTION
  *
- *    Packet sending callback. Caller of the SKE routines must provide
- *    a routine to send packets to negotiation parties. See the
- *    silc_ske_set_callbacks for more information.
+ *    This context is returned after key exchange protocol to application
+ *    in the completion callback.  Application may save it and use it later
+ *    to perform the rekey with silc_ske_rekey_initiator_start and/or
+ *    silc_ske_rekey_responder_start functions.  If application does not
+ *    need the context, it may free it with silc_free function.
  *
- ***/
-typedef void (*SilcSKESendPacketCb)(SilcSKE ske, SilcBuffer packet,
-                                   SilcPacketType type, void *context);
+ *    Application may save application specific data to `user_context'.
+ *
+ */
+typedef struct {
+  void *user_context;                /* Application specific data */
+  unsigned char *send_enc_key;
+  unsigned int enc_key_len  : 23;
+  unsigned int ske_group    : 8;
+  unsigned int pfs          : 1;
+} *SilcSKERekeyMaterial;
+/***/
 
-/****f* silcske/SilcSKEAPI/SilcSKECb
+/****d* silcske/SilcSKEAPI/SilcSKEPKType
  *
- * SYNOPSIS
+ * NAME
  *
- *    typedef void (*SilcSKECb)(SilcSKE ske, void *context);
+ *    typedef enum { ... } SilcSKEPKType;
  *
  * DESCRIPTION
  *
- *    Generic SKE callback function. This is called in various SKE
- *    routines. The SilcSKE object sent as argument provides all the data
- *    callers routine might need (payloads etc). This is usually called
- *    to indicate that the application may continue the execution of the
- *    SKE protocol. The application should check the ske->status in this
- *    callback function. This callback is also called when Start Payload
- *    is processed. See silc_ske_set_callbacks function for more information.
+ *    Public key and certificate types defined by the SKE protocol.
  *
- ***/
-typedef void (*SilcSKECb)(SilcSKE ske, void *context);
+ * SOURCE
+ */
+typedef enum {
+  SILC_SKE_PK_TYPE_SILC    = 1,        /* SILC Public Key, mandatory */
+  SILC_SKE_PK_TYPE_SSH2    = 2,        /* SSH2 Public key, not supported */
+  SILC_SKE_PK_TYPE_X509V3  = 3,        /* X.509v3 certificate, not supported */
+  SILC_SKE_PK_TYPE_OPENPGP = 4,        /* OpenPGP certificate, not supported */
+  SILC_SKE_PK_TYPE_SPKI    = 5 /* SPKI certificate, not supported */
+} SilcSKEPKType;
+/***/
 
 /****f* silcske/SilcSKEAPI/SilcSKEVerifyCbCompletion
  *
@@ -182,7 +210,7 @@ typedef void (*SilcSKEVerifyCbCompletion)(SilcSKE ske,
  * SYNOPSIS
  *
  *    typedef void (*SilcSKEVerifyCb)(SilcSKE ske,
- *                                    unsigned char *pk_data,
+ *                                    const unsigned char *pk_data,
  *                                    SilcUInt32 pk_len,
  *                                    SilcSKEPKType pk_type,
  *                                    void *context,
@@ -192,16 +220,15 @@ typedef void (*SilcSKEVerifyCbCompletion)(SilcSKE ske,
  * DESCRIPTION
  *
  *    Callback function used to verify the received public key or certificate.
- *    The verification process is most likely asynchronous. That's why the
+ *    The verification process is most likely asynchronous.  That's why the
  *    application must call the `completion' callback when the verification
- *    process has been completed. The library then calls the user callback
- *    (SilcSKECb), if it was provided for the function that takes this callback
- *    function as argument, to indicate that the SKE protocol may continue.
- *    See silc_ske_set_callbacks for more information.
+ *    process has been completed.  The `context' is the context given as
+ *    arugment to silc_ske_set_callbacks.  See silc_ske_set_callbacks for
+ *    more information.
  *
  ***/
 typedef void (*SilcSKEVerifyCb)(SilcSKE ske,
-                               unsigned char *pk_data,
+                               const unsigned char *pk_data,
                                SilcUInt32 pk_len,
                                SilcSKEPKType pk_type,
                                void *context,
@@ -212,98 +239,39 @@ typedef void (*SilcSKEVerifyCb)(SilcSKE ske,
  *
  * SYNOPSIS
  *
- *    typedef SilcSKEStatus (*SilcSKECheckVersion)(SilcSKE ske,
- *                                                 unsigned char *version,
- *                                                 SilcUInt32 len, void *context);
+ *    typedef SilcSKEStatus
+ *    (*SilcSKECheckVersionCb)(SilcSKE ske,
+ *                             const unsigned char *version,
+ *                             SilcUInt32 len, void *context);
  *
  * DESCRIPTION
  *
  *    Callback function used to check the version of the remote SKE server.
  *    The SKE library will call this function so that the appliation may
- *    check its version against the remote host's version. This returns
+ *    check its version against the remote host's version.  This returns
  *    SILC_SKE_STATUS_OK if the version string is Ok, and returns
  *    SILC_SKE_STATUS_BAD_VERSION if the version was not acceptable.
  *
  ***/
-typedef SilcSKEStatus (*SilcSKECheckVersion)(SilcSKE ske,
-                                            unsigned char *version,
-                                            SilcUInt32 len, void *context);
+typedef SilcSKEStatus (*SilcSKECheckVersionCb)(SilcSKE ske,
+                                              const unsigned char *version,
+                                              SilcUInt32 len, void *context);
 
-/****s* silcske/SilcSKEAPI/SilcSKEKeyMaterial
+/****f* silcske/SilcSKEAPI/SilcSKECompletionCb
  *
- * NAME
+ * SYNOPSIS
  *
- *    typedef struct { ... } SilcSKEKeyMaterial;
  *
  * DESCRIPTION
  *
- *    This is the key material structure, and is passed as argument by the
- *    application to silc_ske_process_key_material* functions. It includes
- *    the processed key material which can be used as SILC session keys.
  *
  ***/
-typedef struct {
-  unsigned char *send_iv;
-  unsigned char *receive_iv;
-  SilcUInt32 iv_len;
-  unsigned char *send_enc_key;
-  unsigned char *receive_enc_key;
-  SilcUInt32 enc_key_len;
-  unsigned char *send_hmac_key;
-  unsigned char *receive_hmac_key;
-  SilcUInt32 hmac_key_len;
-} SilcSKEKeyMaterial;
-
-/* Length of cookie in Start Payload */
-#define SILC_SKE_COOKIE_LEN 16
-
-#include "silcske_groups.h"
-#include "silcske_payload.h"
-
-/****d* silcske/SilcSKEAPI/SilcSKESecurityPropertyFlag
- *
- * NAME
- *
- *    typedef enum { ... } SilcSKESecurityPropertyFlag
- *
- * DESCRIPTION
- *
- *    SKE security property flags as defined by the SK protocol.
- *
- * SOURCE
- */
-typedef enum {
-  SILC_SKE_SP_FLAG_NONE         = 0x00,         /* No flags */
-  SILC_SKE_SP_FLAG_IV_INCLUDED  = 0x01,         /* IV included in ciphertexts */
-  SILC_SKE_SP_FLAG_PFS          = 0x02,         /* Perfect Forward Secrecy */
-  SILC_SKE_SP_FLAG_MUTUAL       = 0x04,         /* Mutual authentication */
-} SilcSKESecurityPropertyFlag;
-/***/
-
-/****s* silcske/SilcSKEAPI/SilcSKESecurityPropertiesStruct
- *
- * NAME
- *
- *    struct SilcSKESecurityPropertiesStruct { ... };
- *
- * DESCRIPTION
- *
- *    Security Properties negotiated between key exchange parties. This
- *    structure is filled from the Key Exchange Start Payload which is used
- *    to negotiate what security properties should be used in the
- *    communication.
- *
- * SOURCE
- */
-struct SilcSKESecurityPropertiesStruct {
-  SilcSKESecurityPropertyFlag flags;    /* Flags */
-  SilcSKEDiffieHellmanGroup group;      /* Selected Diffie Hellman group */
-  SilcPKCS pkcs;                        /* Selected PKCS algorithm */
-  SilcCipher cipher;                    /* Selected cipher */
-  SilcHash hash;                        /* Selected hash algorithm */
-  SilcHmac hmac;                        /* Selected HMAC */
-};
-/***/
+typedef void (*SilcSKECompletionCb)(SilcSKE ske,
+                                   SilcSKEStatus status,
+                                   SilcSKESecurityProperties prop,
+                                   SilcSKEKeyMaterial keymat,
+                                   SilcSKERekeyMaterial rekey,
+                                   void *context);
 
 /****s* silcske/SilcSKEAPI/SilcSKEStruct
  *
@@ -315,7 +283,7 @@ struct SilcSKESecurityPropertiesStruct {
  *
  *    This structure is the SKE session context, and has a type definition
  *    to SilcSKE. The structure includes the network connection socket,
- *    securit properties collected during the SKE negotiation, payloads
+ *    security properties collected during the SKE negotiation, payloads
  *    sent and received during the negotiation, and the actual raw key
  *    material too. The application usually does not need to reference
  *    to the inside of this structure.  However, checking the current
@@ -324,19 +292,17 @@ struct SilcSKESecurityPropertiesStruct {
  * SOURCE
  */
 struct SilcSKEStruct {
-  /* The connection object. This is initialized by the caller. */
-#if 0
-  SilcSocketConnection sock;
-#endif
+  /* The network socket connection stream.  Set by application. */
+  SilcPacketStream stream;
 
-  /* Security properties negotiated */
+  /* Negotiated Security properties.  May be NULL in case of error. */
   SilcSKESecurityProperties prop;
 
   /* Key Exchange payloads filled during key negotiation with
      remote data. Responder may save local data here as well. */
-  SilcSKEStartPayload *start_payload;
-  SilcSKEKEPayload *ke1_payload;
-  SilcSKEKEPayload *ke2_payload;
+  SilcSKEStartPayload start_payload;
+  SilcSKEKEPayload ke1_payload;
+  SilcSKEKEPayload ke2_payload;
   unsigned char *remote_version;
 
   /* Temporary copy of the KE Start Payload used in the
@@ -346,7 +312,7 @@ struct SilcSKEStruct {
   /* Random number x, 1 < x < q. This is the secret exponent
      used in Diffie Hellman computations. */
   SilcMPInt *x;
-  
+
   /* The secret shared key */
   SilcMPInt *KEY;
 
@@ -374,6 +340,19 @@ struct SilcSKEStruct {
 
   /* Backwards support version indicator */
   SilcUInt32 backward_version;
+
+  char *version;
+  SilcPublicKey public_key;
+  SilcPrivateKey private_key;
+  SilcSKEPKType pk_type;
+  SilcBuffer packet_buf;
+  SilcSKESecurityPropertyFlag flags;
+  SilcSKEKeyMaterial keymat;
+  SilcSKERekeyMaterial rekey;
+  SilcSchedule schedule;
+  SilcFSMStruct fsm;
+  SilcAsyncOperationStruct op;
+  bool aborted;
 };
 /***/
 
@@ -383,21 +362,33 @@ struct SilcSKEStruct {
  *
  * SYNOPSIS
  *
- *    SilcSKE silc_ske_alloc(SilcRng rng, void *context);
+ *    SilcSKE silc_ske_alloc(SilcRng rng, SilcSchedule schedule,
+ *                           void *context);
  *
  * DESCRIPTION
  *
  *    Allocates the SKE session context and returns it.  The `rng' is
  *    the random number generator the SKE is going to use when it needs
  *    random number generation during the SKE session.  The `context' is
- *    user context that the libary will not touch.  The application can
- *    access that context with the ske->user_context if needed.  The
+ *    user context that the libary will not touch.  Application can get the
+ *    context by calling the fuction silc_ske_get_context function.  The
  *    application is responsible of freeing the `context'.  After the
  *    SKE session context is allocated application must call the
  *    silc_ske_set_callbacks.
  *
+ * EXMPALE
+ *
+ *    // Initiator example
+ *    ske = silc_ske_alloc(rng, scheduler, app);
+ *    silc_ske_set_callbacks(ske, verify_public_key, check_version, app);
+ *    start_payload =
+ *      silc_ske_assemble_security_properties(ske, SILC_SKE_SP_FLAG_PFS |
+ *                                            SILC_SKE_SP_FLAG_MUTUAL,
+ *                                            version);
+ *    silc_ske_initiator_start(ske);
+ *
  ***/
-SilcSKE silc_ske_alloc(SilcRng rng, void *context);
+SilcSKE silc_ske_alloc(SilcRng rng, SilcSchedule schedule, void *context);
 
 /****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_free
  *
@@ -412,501 +403,186 @@ SilcSKE silc_ske_alloc(SilcRng rng, void *context);
  ***/
 void silc_ske_free(SilcSKE ske);
 
+/****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_get_context
+ *
+ * SYNOPSIS
+ *
+ *    void *silc_ske_get_context(SilcSKE ske);
+ *
+ * DESCRIPTION
+ *
+ *    Returns the context that was given as argument to silc_ske_alloc.
+ *
+ ***/
+void *silc_ske_get_context(SilcSKE ske);
+
 /****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_set_callbacks
  *
  * SYNOPSIS
  *
  *    void silc_ske_set_callbacks(SilcSKE ske,
- *                                SilcSKESendPacketCb send_packet,
- *                                SilcSKECb payload_receive,
  *                                SilcSKEVerifyCb verify_key,
- *                                SilcSKECb proto_continue,
  *                                SilcSKECheckVersion check_version,
+ *                                SilcSKECompletion completed,
  *                                void *context);
  *
  * DESCRIPTION
  *
  *    Sets the callback functions for the SKE session.
  *
- *    The `send_packet' callback is a function that sends the packet to
- *    network. The SKE library will call it at any time packet needs to
- *    be sent to the remote host.
- *
- *    The `payload_receive' callback is called when the remote host's Key
- *    Exchange Start Payload has been processed.  The payload is saved
- *    to ske->start_payload if the application would need it.  The application
- *    must also provide the payload to the next state of the SKE.
- *
  *    The `verify_key' callback is called to verify the received public key
  *    or certificate.  The verification process is most likely asynchronous.
  *    That is why the application must call the completion callback when the
- *    verification process has been completed. The library then calls the user
- *    callback (`proto_continue'), if it is provided to indicate that the SKE
- *    protocol may continue. If this SKE session context is used to perform
- *    rekey, this callback usually is not provided as argument since sending
- *    public key in rekey is not mandatory. Setting this callback implies
- *    that remote end MUST send its public key, and this could cause
- *    problems when performing rekey. When doing normal SKE session this
- *    callback should be set.
- *
- *    The `proto_continue' callback is called to indicate that it is
- *    safe to continue the execution of the SKE protocol after executing
- *    an asynchronous operation, such as calling the `verify_key' callback
- *    function, which is asynchronous. The application should check the
- *    ske->status in this function to check whether it is Ok to continue
- *    the execution of the protocol.
+ *    verification process has been completed.  If this SKE session context
+ *    is used to perform  rekey, this callback usually is not provided as
+ *    argument since sending public key in rekey is not mandatory.  Setting
+ *    this callback implies that remote end MUST send its public key.
  *
  *    The `check_version' callback is called to verify the remote host's
- *    version. The application may check its own version against the remote
+ *    version.  The application may check its own version against the remote
  *    host's version and determine whether supporting the remote host
  *    is possible.
  *
+ *    The `completed' callback will be called once the protocol has completed,
+ *    either successfully or with an error.  The status of the protocol is
+ *    delivered to application with the callback.
+ *
  *    The `context' is passed as argument to all of the above callback
  *    functions.
  *
  ***/
 void silc_ske_set_callbacks(SilcSKE ske,
-                           SilcSKESendPacketCb send_packet,
-                           SilcSKECb payload_receive,
                            SilcSKEVerifyCb verify_key,
-                           SilcSKECb proto_continue,
-                           SilcSKECheckVersion check_version,
+                           SilcSKECheckVersionCb check_version,
+                           SilcSKECompletionCb completed,
                            void *context);
 
 /****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_initiator_start
  *
  * SYNOPSIS
  *
- *    SilcSKEStatus silc_ske_initiator_start(SilcSKE ske, SilcRng rng,
- *                                           SilcSocketConnection sock,
- *                                           SilcSKEStartPayload
- *                                              *start_payload);
+ *    SilcAsyncOperation
+ *    silc_ske_initiator_start(SilcSKE ske,
+ *                             SilcPacketStream stream,
+ *                             SilcSKEStartPayload start_payload);
  *
  * DESCRIPTION
  *
- *    Starts the SILC Key Exchange protocol for initiator. The connection
- *    to the responder end must be established before calling this function
- *    and the connecting socket must be sent as argument. This function
- *    creates the Key Exchange Start Payload which includes all our
- *    configured security properties. This payload is then sent to the
- *    responder end for further processing. This payload must be sent as
- *    argument to the function, however, it must not be encoded
- *    already, it is done by this function. The caller must not free
- *    the `start_payload' since the SKE library will save it.
+ *    Starts the SILC Key Exchange protocol as initiator.  The completion
+ *    callback that was set in silc_ske_set_callbacks will be called once
+ *    the protocol has completed.
  *
- *    Before calling this function application calls the
- *    silc_ske_assemble_security_properties which returns the `start_payload'
- *    which application must provide for this function.
+ *    The `stream' is the network connection to the remote host.  Note that
+ *    SKE library will take over the packet stream `stream' while the
+ *    protocol is in process.  The application will not receive any packets
+ *    for `stream' after this function is called.  The `stream' is turned
+ *    over to application once the completion callback is called.
  *
- *    After calling this function the application must wait for reply
- *    from the responder.
+ *    The `start_payload' includes all configured security properties that
+ *    will be sent to the responder.  The `start_payload' must be provided.
+ *    It can be created by calling silc_ske_assemble_security_properties
+ *    function.  The caller must not free the payload once it has been
+ *    given as argument to this function.
  *
- ***/
-SilcSKEStatus silc_ske_initiator_start(SilcSKE ske, SilcRng rng,
-#if 0
-                                      SilcSocketConnection sock,
-#endif
-                                      SilcSKEStartPayload *start_payload);
-
-/****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_initiator_phase_1
- *
- * SYNOPSIS
- *
- *    SilcSKEStatus silc_ske_initiator_phase_1(SilcSKE ske,
- *                                             SilcBuffer start_payload);
- *
- * DESCRIPTION
- *
- *    Function called after ske_initiator_start fuction. This receives
- *    the responder's Key Exchange Start payload which includes the
- *    security properties selected by the responder from our payload
- *    sent in the silc_ske_initiator_start function. The `start_payload'
- *    is the received payload and the application must send it as argument.
- *
- *    After calling this function the application must call immediately,
- *    or with short timeout, the silc_ske_initiator_phase_2 function.
+ *    This function returns SilcAsyncOperation operation context which can
+ *    be used to control the protocol from the application.  Application may
+ *    for example safely abort the protocol at any point, if needed.  Returns
+ *    NULL on error.
  *
  ***/
-SilcSKEStatus silc_ske_initiator_phase_1(SilcSKE ske,
-                                        SilcBuffer start_payload);
-
-/****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_initiator_phase_2
- *
- * SYNOPSIS
- *
- *    SilcSKEStatus silc_ske_initiator_phase_2(SilcSKE ske,
- *                                             SilcPublicKey public_key,
- *                                             SilcPrivateKey private_key,
- *                                             SilcSKEPKType pk_type)
- *
- * DESCRIPTION
- *
- *    This function continues the SKE session after the initiator has
- *    called the silc_ske_initiator_phase_1.  After that function returns
- *    the application should call immediately, or with short timeout, this
- *    function which will continue with the session, and sends next phase
- *    packet to the responder.  The caller must provide the caller's
- *    public key and private key as argument, since the public key is
- *    sent to the responder, and the private key is be used to generate
- *    digital signature.
- *
- *    After this function the application must wait for reply from the
- *    responder.
- *
- ***/
-SilcSKEStatus silc_ske_initiator_phase_2(SilcSKE ske,
-                                        SilcPublicKey public_key,
-                                        SilcPrivateKey private_key,
-                                        SilcSKEPKType pk_type);
-
-/****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_initiator_finish
- *
- * SYNOPSIS
- *
- *    SilcSKEStatus silc_ske_initiator_finish(SilcSKE ske,
- *                                            SilcBuffer ke_payload);
- *
- * DESCRIPTION
- *
- *    Receives the reply from the responder and processes it.  The
- *    `ke_payload' is the reply and application must provide it as argument.
- *    This function will verify the responder's public key, by calling
- *    the `verify_key' callback that was set with silc_ske_set_callbacks
- *    function.
- *
- *    If this function returns error, no callbacks will be called. If
- *    this function needs to verify remote end's public key, this will
- *    return SILC_SKE_STATUS_PENDING, which indicates application that
- *    SKE is performing asynchronous operation and is in pending status.
- *    When in this status application must not continue with calling
- *    any other SKE routine. The asynchronous operation is the `verify_key'
- *    callback, which application completes by calling its completion
- *    callback. After completion the SKE libary will call the 
- *    `proto_continue' callback, to indicate application that pending
- *    status is over and it is safe to continue the execution of SKE,
- *    which application does by calling the silc_ske_end function.
- *
- *    If this function returns SILC_SKE_STATUS_OK, it will not call the
- *    `verify_key' callback, however, it will or has already called the
- *    `proto_continue' callback.
- *
- *    Application must not continue execution of the SKE before library
- *    has called the `proto_continue' callback.  After it is called
- *    the application finishes SKE session by calling silc_ske_end
- *    function.
- *
- ***/
-SilcSKEStatus silc_ske_initiator_finish(SilcSKE ske,
-                                       SilcBuffer ke_payload);
+SilcAsyncOperation
+silc_ske_initiator_start(SilcSKE ske,
+                        SilcPacketStream stream,
+                        SilcSKEStartPayload start_payload);
 
 /****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_responder_start
  *
  * SYNOPSIS
  *
- *    SilcSKEStatus silc_ske_responder_start(SilcSKE ske, SilcRng rng,
- *                                           SilcSocketConnection sock,
- *                                           const char *version,
- *                                           SilcBuffer start_payload,
- *                                           SilcSKESecurityPropertyFlag 
- *                                                               flags);
- *
- * DESCRIPTION
- *
- *    Starts Key Exchange protocol for responder. The application has
- *    received initiator's first packet from network and it must provide
- *    it as `start_payload' argument to this function. The function 
- *    processes the packet and makes security property selection from
- *    the initiator's proposal. The `version' is the responder's version
- *    that will be sent in reply to the initiator. The `flags' indicates
- *    SilcSKESecurityPropertyFlag flags that responder enforces for the
- *    initiator. Responder may, for example, enforce that the PFS
- *    will be performed in rekey. This example can be done by providing
- *    SILC_SKE_SP_FLAG_PFS as `flags'. The `flags' is a bit mask of
- *    enforced flags.
- *
- *    After this function the responder calls immediately, or with short
- *    timeout the silc_ske_responder_phase_1 function.
- *
- ***/
-SilcSKEStatus silc_ske_responder_start(SilcSKE ske, SilcRng rng,
-#if 0
-                                      SilcSocketConnection sock,
-#endif
-                                      const char *version,
-                                      SilcBuffer start_payload,
-                                      SilcSKESecurityPropertyFlag flags);
-
-/****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_responder_phase_1
- *
- * SYNOPSIS
- *
- *    SilcSKEStatus silc_ske_responder_phase_1(SilcSKE ske);
- *
- * DESCRIPTION
- *
- *    This function is called after the silc_ske_responder_start, and
- *    is used to send our reply to the initiator.  This function is
- *    called either immediately, or with short timeout, after the
- *    silc_ske_responder_start function returned.
- *
- *    After this function the responder must wait for reply from the
- *    initiator.
- *
- ***/
-SilcSKEStatus silc_ske_responder_phase_1(SilcSKE ske);
-
-/****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_responder_phase_2
- *
- * SYNOPSIS
- *
- *    SilcSKEStatus silc_ske_responder_phase_2(SilcSKE ske,
- *                                             SilcBuffer ke_payload);
- *
- * DESCRIPTION
- *
- *    Receives the reply from the initiator and procedses it.  The
- *    `ke_payload' is the reply and application must provide it as argument.
- *    This function will verify the remote host's public key, by calling
- *    the `verify_key' callback that was set with silc_ske_set_callbacks
- *    function.
- *
- *    If this function returns error, no callbacks will be called. If
- *    this function needs to verify remote end's public key, this will
- *    return SILC_SKE_STATUS_PENDING, which indicates application that
- *    SKE is performing asynchronous operation and is in pending status.
- *    When in this status application must not continue with calling
- *    any other SKE routine. The asynchronous operation is the `verify_key'
- *    callback, which application completes by calling its completion
- *    callback. After completion the SKE libary will call the
- *    `proto_continue' callback, to indicate application that pending
- *    status is over and it is safe to continue the execution of SKE,
- *    which application does by calling the silc_ske_responder_finish
- *    function.
- *
- *    If this function returns SILC_SKE_STATUS_OK, it will not call the
- *    `verify_key' callback, however, it will or has already called the
- *    `proto_continue' callback.
- *
- *    Application must not continue execution of the SKE before library
- *    has called the `proto_continue' callback.  After it is called
- *    the application calls the silc_ske_responder_finish function.
- *
- ***/
-SilcSKEStatus silc_ske_responder_phase_2(SilcSKE ske,
-                                        SilcBuffer ke_payload);
-
-/****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_responder_finish
- *
- * SYNOPSIS
- *
- *    SilcSKEStatus silc_ske_responder_finish(SilcSKE ske,
- *                                            SilcPublicKey public_key,
- *                                            SilcPrivateKey private_key,
- *                                            SilcSKEPKType pk_type);
- *
- * DESCRIPTION
- *
- *    This function finishes the responder's SKE session, and this function
- *    is called either immediately, or with short timeout, after the
- *    silc_ske_responder_phase_2 returned. This will send our reply to
- *    the initiator.  The caller must provide the caller's public key and
- *    private key as argument, since the public key is sent to the responder,
- *    and the private key is be used to generate digital signature.
- *
- *    After this function the application must wait for the end indication
- *    from the intiator, and when it is received the silc_ske_end is called.
- *
- ***/
-SilcSKEStatus silc_ske_responder_finish(SilcSKE ske,
-                                       SilcPublicKey public_key,
-                                       SilcPrivateKey private_key,
-                                       SilcSKEPKType pk_type);
-
-/****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_end
- *
- * SYNOPSIS
- *
- *    SilcSKEStatus silc_ske_end(SilcSKE ske);
+ *    SilcAsyncOperation
+ *    silc_ske_responder_start(SilcSKE ske,
+ *                             SilcPacketStream stream,
+ *                             const char *version,
+ *                             SilcBuffer start_payload,
+ *                             SilcSKESecurityPropertyFlag flags);
  *
  * DESCRIPTION
  *
- *    The Key Exchange protocol is ended by calling this function. This
- *    must not be called until the keys are processed by calling the
- *    silc_ske_process_key_material function. The protocol prohibits
- *    calling this function before key material is processed properly.
+ *    Starts SILC Key Exchange protocol as responder.  The completion
+ *    callback that was set in silc_ske_set_callbacks will be called once
+ *    the protocol has completed.
  *
- *    This function is for both initiator and responder. After calling
- *    this function initiator must wait for end indication from the
- *    responder. After that the silc_ske_free may be called. The responder
- *    calls this function after it has received the intiator's end
- *    indication.
+ *    The `stream' is the network connection to the remote host.  Note that
+ *    SKE library will take over the packet stream `stream' while the
+ *    protocol is in process.  The application will not receive any packets
+ *    for `stream' after this function is called.  The `stream' is turned
+ *    over to application once the completion callback is called.
  *
- * NOTES
+ *    The application has received initiator's first packet from network
+ *    and it must provide it as `start_payload' argument to this function.
+ *    The function processes the packet and makes security property selection
+ *    from the initiator's proposal.  The `version' is the responder's version
+ *    that will be sent in reply to the initiator.  The `flags' indicates
+ *    SilcSKESecurityPropertyFlag flags that responder supports and enforces
+ *    for the initiator.  Responder may, for example, enforce that the PFS
+ *    will be performed in rekey.
  *
- *    Initiator must not start using the negotiated key material before
- *    calling this function or before remote end has sent its end
- *    indication. Only after that the key material may be taken in use.
+ *    This function returns SilcAsyncOperation operation context which can
+ *    be used to control the protocol from the application.  Application may
+ *    for example safely abort the protocol at any point, if needed.  Returns
+ *    NULL on error.
  *
  ***/
-SilcSKEStatus silc_ske_end(SilcSKE ske);
-
-/****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_abort
- *
- * SYNOPSIS
- *
- *    SilcSKEStatus silc_ske_abort(SilcSKE ske, SilcSKEStatus status);
- *
- * DESCRIPTION
- *
- *    Aborts the Key Exchange protocol. This is called if error occurs
- *    while performing the protocol. The status argument is the error
- *    status and it is sent to the remote end.
- *
- ***/
-SilcSKEStatus silc_ske_abort(SilcSKE ske, SilcSKEStatus status);
+SilcAsyncOperation
+silc_ske_responder_start(SilcSKE ske,
+                        SilcPacketStream stream,
+                        const char *version,
+                        SilcBuffer start_payload,
+                        SilcSKESecurityPropertyFlag flags);
+
+SilcAsyncOperation
+silc_ske_rekey_initiator_start(SilcSKE ske,
+                              SilcPacketStream stream,
+                              SilcSKERekeyMaterial rekey);
+
+SilcAsyncOperation
+silc_ske_rekey_responder_start(SilcSKE ske,
+                              SilcPacketStream stream,
+                              SilcBuffer ke_payload,
+                              SilcSKERekeyMaterial rekey);
 
 /****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_assemble_security_properties
  *
  * SYNOPSIS
  *
- *    SilcSKEStatus
+ *    SilcSKEStartPayload
  *    silc_ske_assemble_security_properties(SilcSKE ske,
  *                                          SilcSKESecurityPropertyFlag flags,
- *                                          const char *version,
- *                                          SilcSKEStartPayload
- *                                            **return_payload);
+ *                                          const char *version);
  *
  * DESCRIPTION
  *
  *    Assembles security properties to Key Exchange Start Payload to be
- *    sent to the remote end. This checks system wide (SILC system, that is)
- *    settings and chooses from those. However, if other properties
+ *    sent to the remote end.  This checks system wide (SILC system, that is)
+ *    settings and chooses from those.  However, if other properties
  *    should be used this function is easy to replace by another function,
  *    as, this function is called by the caller of the library and not
- *    by the SKE library itself. The assembled payload is returned into
- *    the `return_payload' pointer.
+ *    by the SKE library itself.  Returns NULL on error.
  *
  ***/
-SilcSKEStatus 
+SilcSKEStartPayload
 silc_ske_assemble_security_properties(SilcSKE ske,
                                      SilcSKESecurityPropertyFlag flags,
-                                     const char *version,
-                                     SilcSKEStartPayload **return_payload);
-
-/****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_select_security_properties
- *
- * SYNOPSIS
- *
- *    SilcSKEStatus 
- *    silc_ske_select_security_properties(SilcSKE ske,
- *                                        const char *version,
- *                                        SilcSKEStartPayload *payload,
- *                                        SilcSKEStartPayload *remote_payload);
- *
- * DESCRIPTION
- *
- *    Parses the Key Exchange Start Payload indicated by `remote_payload',
- *    and selects the security properties properties from it, and puts the
- *    selection into the `payload'. This always attempts to select the
- *    best security properties from the payload, and it always selects
- *    one of each kind of security property, as this is dictated by the
- *    protocol. The `version' is our version, that we will put to the
- *    `payload', since the `payload' is usually sent to the remote end.
- *    the `check_version' callback will be called in this function so
- *    that application can do version check with the remote end.
- *
- ***/
-SilcSKEStatus
-silc_ske_select_security_properties(SilcSKE ske,
-                                   const char *version,
-                                   SilcSKEStartPayload *payload,
-                                   SilcSKEStartPayload *remote_payload);
-
-/****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_process_key_material
- *
- * SYNOPSIS
- *
- *    SilcSKEStatus silc_ske_process_key_material(SilcSKE ske,
- *                                                SilcUInt32 req_iv_len,
- *                                                SilcUInt32 req_enc_key_len,
- *                                                SilcUInt32 req_hmac_key_len,
- *                                                SilcSKEKeyMaterial *key);
- *
- * DESCRIPTION
- *
- *    This function is used by the application to process the key material
- *    negotiated with the SKE session, to actually produce the keys that
- *    is to be used in SILC protocol. The key processing is defined by the
- *    protocol. The `req_iv_len', `req_enc_key_len' and `req_hmac_key_len'
- *    are the request IV length, requested encryption/decrypt key length,
- *    and requested HMAC key length, respectively, and  they cannot be
- *    zero (0). They tell the function how long the keys should be, and
- *    it will produce the requested length keys for the application.
- *    The key material is returned in to the `key', which the caller must
- *    free.
- *
- ***/
-SilcSKEStatus silc_ske_process_key_material(SilcSKE ske,
-                                           SilcUInt32 req_iv_len,
-                                           SilcUInt32 req_enc_key_len,
-                                           SilcUInt32 req_hmac_key_len,
-                                           SilcSKEKeyMaterial *key);
-
-/****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_process_key_material_data
- *
- * SYNOPSIS
- *
- *    SilcSKEStatus
- *    silc_ske_process_key_material_data(unsigned char *data,
- *                                       SilcUInt32 data_len,
- *                                       SilcUInt32 req_iv_len,
- *                                       SilcUInt32 req_enc_key_len,
- *                                       SilcUInt32 req_hmac_key_len,
- *                                       SilcHash hash,
- *                                       SilcSKEKeyMaterial *key);
- *
- * DESCRIPTION
- *
- *    This function is equivalent to silc_ske_process_key_material, except
- *    that the caller provides the raw key material as argument, the `data'
- *    and `data_len'. This is special utility function provided for the
- *    application, if it needs to generate key material as the protocol
- *    defines for some other purpose than strictly SILC session key usage.
- *    Hence, this function can be used outside SKE protocol to just produce
- *    key material from some raw data. The `hash' is a hash algorithm that
- *    is used as part of key processing, and caller must provide it.
- *
- ***/
-SilcSKEStatus
-silc_ske_process_key_material_data(unsigned char *data,
-                                  SilcUInt32 data_len,
-                                  SilcUInt32 req_iv_len,
-                                  SilcUInt32 req_enc_key_len,
-                                  SilcUInt32 req_hmac_key_len,
-                                  SilcHash hash,
-                                  SilcSKEKeyMaterial *key);
-
-/****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_free_key_material
- *
- * SYNOPSIS
- *
- *    void silc_ske_free_key_material(SilcSKEKeyMaterial *key);
- *
- * DESCRIPTION
- *
- *    Frees the key material indicated by `key', and all data in it.
- *
- ***/
-void silc_ske_free_key_material(SilcSKEKeyMaterial *key);
+                                     const char *version);
 
 /****f* silcske/SilcSKEAPI/silc_ske_parse_version
  *
  * SYNOPSIS
  *
- *    bool silc_ske_parse_version(SilcSKE ske, 
+ *    bool silc_ske_parse_version(SilcSKE ske,
  *                                SilcUInt32 *protocol_version,
  *                                char **protocol_version_string,
- *                                SilcUInt32 *software_version, 
+ *                                SilcUInt32 *software_version,
  *                                char **software_version_string,
  *                                char **vendor_version);
  *
@@ -920,10 +596,10 @@ void silc_ske_free_key_material(SilcSKEKeyMaterial *key);
  *    string was successfully parsed.
  *
  ***/
-bool silc_ske_parse_version(SilcSKE ske, 
+bool silc_ske_parse_version(SilcSKE ske,
                            SilcUInt32 *protocol_version,
                            char **protocol_version_string,
-                           SilcUInt32 *software_version, 
+                           SilcUInt32 *software_version,
                            char **software_version_string,
                            char **vendor_version);