demos/easy_tls/easy-tls.c

   1 /* */
   2 /*-
   3  * easy-tls.c -- generic TLS proxy.
   4  * $Id: easy-tls.c,v 1.4 2002/03/05 09:07:16 bodo Exp $
   5  */
   6 /*-
   7  (c) Copyright 1999 Bodo Moeller.  All rights reserved.
   8
   9  This is free software; you can redistributed and/or modify it
  10  unter the terms of either
  11    -  the GNU General Public License as published by the
  12       Free Software Foundation, version 1, or (at your option)
  13       any later version,
  14  or
  15    -  the following license:
  16 */
  17 /*-
  18  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  19  * modification, are permitted provided that each of the following
  20  * conditions is met:
  21  *
  22  * 1. Redistributions qualify as "freeware" or "Open Source Software" under
  23  *    one of the following terms:
  24  *
  25  *    (a) Redistributions are made at no charge beyond the reasonable cost of
  26  *        materials and delivery.
  27  *
  28  *    (b) Redistributions are accompanied by a copy of the Source Code
  29  *        or by an irrevocable offer to provide a copy of the Source Code
  30  *        for up to three years at the cost of materials and delivery.
  31  *        Such redistributions must allow further use, modification, and
  32  *        redistribution of the Source Code under substantially the same
  33  *        terms as this license.
  34  *
  35  * 2. Redistributions of source code must retain the above copyright
  36  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  37  *
  38  * 3. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  39  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  40  *    the documentation and/or other materials provided with the
  41  *    distribution.
  42  *
  43  * 4. All advertising materials mentioning features or use of this
  44  *    software must display the following acknowledgment:
  45  *    "This product includes software developed by Bodo Moeller."
  46  *    (If available, substitute umlauted o for oe.)
  47  *
  48  * 5. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
  49  *    acknowledgment:
  50  *    "This product includes software developed by Bodo Moeller."
  51  *
  52  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY BODO MOELLER ``AS IS'' AND ANY
  53  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  54  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  55  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL BODO MOELLER OR
  56  * HIS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  57  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  58  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  59  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  60  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
  61  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  62  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
  63  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  64  */
  65 /*-
  66  * Attribution for OpenSSL library:
  67  *
  68  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
  69  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
  70  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  71  * This product includes software developed by the OpenSSL Project
  72  * for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)
  73  */
  74
  75 static char const rcsid[] =
  76     "$Id: easy-tls.c,v 1.4 2002/03/05 09:07:16 bodo Exp $";
  77
  78 #include <assert.h>
  79 #include <errno.h>
  80 #include <fcntl.h>
  81 #include <limits.h>
  82 #include <stdarg.h>
  83 #include <stdio.h>
  84 #include <string.h>
  85 #include <sys/select.h>
  86 #include <sys/socket.h>
  87 #include <sys/stat.h>
  88 #include <sys/time.h>
  89 #include <sys/types.h>
  90 #include <sys/utsname.h>
  91 #include <unistd.h>
  92
  93 #include <openssl/crypto.h>
  94 #include <openssl/dh.h>
  95 #include <openssl/dsa.h>
  96 #include <openssl/err.h>
  97 #include <openssl/evp.h>
  98 #include <openssl/opensslv.h>
  99 #include <openssl/pem.h>
 100 #include <openssl/rand.h>
 101 #ifndef NO_RSA
 102 # include <openssl/rsa.h>
 103 #endif
 104 #include <openssl/ssl.h>
 105 #include <openssl/x509.h>
 106 #include <openssl/x509_vfy.h>
 107
 108 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER < 0x00904000L /* 0.9.4-dev */
 109 # error "This program needs OpenSSL 0.9.4 or later."
 110 #endif
 111
 112 #include "easy-tls.h"           /* include after <openssl/ssl.h> if both are
 113                                  * needed */
 114
 115 #if TLS_INFO_SIZE > PIPE_BUF
 116 # if PIPE_BUF < 512
 117 #  error "PIPE_BUF < 512"       /* non-POSIX */
 118 # endif
 119 # error "TLS_INFO_SIZE > PIPE_BUF"
 120 #endif
 121
 122 /*****************************************************************************/
 123
 124 #ifdef TLS_APP
 125 # include TLS_APP
 126 #endif
 127
 128 /*-
 129  * Applications can define:
 130  *   TLS_APP_PROCESS_INIT -- void ...(int fd, int client_p, void *apparg)
 131  *   TLS_CUMULATE_ERRORS
 132  *   TLS_ERROR_BUFSIZ
 133  *   TLS_APP_ERRFLUSH -- void ...(int child_p, char *, size_t, void *apparg)
 134  */
 135
 136 #ifndef TLS_APP_PROCESS_INIT
 137 # define TLS_APP_PROCESS_INIT(fd, client_p, apparg) ((void) 0)
 138 #endif
 139
 140 #ifndef TLS_ERROR_BUFSIZ
 141 # define TLS_ERROR_BUFSIZ (10*160)
 142 #endif
 143 #if TLS_ERROR_BUFSIZ < 2        /* {'\n',0} */
 144 # error "TLS_ERROR_BUFSIZE is too small."
 145 #endif
 146
 147 #ifndef TLS_APP_ERRFLUSH
 148 # define TLS_APP_ERRFLUSH tls_app_errflush
 149 static void
 150 tls_app_errflush(int child_p, char *errbuf, size_t num, void *apparg)
 151 {
 152     fputs(errbuf, stderr);
 153 }
 154 #endif
 155
 156 /*****************************************************************************/
 157
 158 #ifdef DEBUG_TLS
 159 # define DEBUG_MSG(x) fprintf(stderr,"  %s\n",x)
 160 # define DEBUG_MSG2(x,y) fprintf(stderr, "  %s: %d\n",x,y)
 161 static int tls_loop_count = 0;
 162 static int tls_select_count = 0;
 163 #else
 164 # define DEBUG_MSG(x) (void)0
 165 # define DEBUG_MSG2(x,y) (void)0
 166 #endif
 167
 168 static void tls_rand_seed_uniquely(void);
 169 static void tls_proxy(int clear_fd, int tls_fd, int info_fd, SSL_CTX *ctx,
 170                       int client_p);
 171 static int tls_socket_nonblocking(int fd);
 172
 173 static int tls_child_p = 0;
 174 static void *tls_child_apparg;
 175
 176 struct tls_start_proxy_args tls_start_proxy_defaultargs(void)
 177 {
 178     struct tls_start_proxy_args ret;
 179
 180     ret.fd = -1;
 181     ret.client_p = -1;
 182     ret.ctx = NULL;
 183     ret.pid = NULL;
 184     ret.infofd = NULL;
 185
 186     return ret;
 187 }
 188
 189 /*-
 190  * Slice in TLS proxy process at fd.
 191  * Return value:
 192  *   0    ok  (*pid is set to child's PID if pid != NULL),
 193  *   < 0  look at errno
 194  *   > 0  other error
 195  *   (return value encodes place of error)
 196  *
 197  */
 198 int tls_start_proxy(struct tls_start_proxy_args a, void *apparg)
 199 {
 200     int fds[2] = { -1, -1 };
 201     int infofds[2] = { -1, -1 };
 202     int r, getfd, getfl;
 203     int ret;
 204
 205     DEBUG_MSG2("tls_start_proxy fd", a.fd);
 206     DEBUG_MSG2("tls_start_proxy client_p", a.client_p);
 207
 208     if (a.fd == -1 || a.client_p == -1 || a.ctx == NULL)
 209         return 1;
 210
 211     if (a.pid != NULL) {
 212         *a.pid = 0;
 213     }
 214     if (a.infofd != NULL) {
 215         *a.infofd = -1;
 216     }
 217
 218     r = socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, fds);
 219     if (r == -1)
 220         return -1;
 221     if (a.fd >= FD_SETSIZE || fds[0] >= FD_SETSIZE) {
 222         ret = 2;
 223         goto err;
 224     }
 225     if (a.infofd != NULL) {
 226         r = pipe(infofds);
 227         if (r == -1) {
 228             ret = -3;
 229             goto err;
 230         }
 231     }
 232
 233     r = fork();
 234     if (r == -1) {
 235         ret = -4;
 236         goto err;
 237     }
 238     if (r == 0) {
 239         DEBUG_MSG("fork");
 240         tls_child_p = 1;
 241         tls_child_apparg = apparg;
 242         close(fds[1]);
 243         if (infofds[0] != -1)
 244             close(infofds[0]);
 245         TLS_APP_PROCESS_INIT(a.fd, a.client_p, apparg);
 246         DEBUG_MSG("TLS_APP_PROCESS_INIT");
 247         tls_proxy(fds[0], a.fd, infofds[1], a.ctx, a.client_p);
 248         exit(0);
 249     }
 250     if (a.pid != NULL)
 251         *a.pid = r;
 252     if (infofds[1] != -1) {
 253         close(infofds[1]);
 254         infofds[1] = -1;
 255     }
 256     /* install fds[1] in place of fd: */
 257     close(fds[0]);
 258     fds[0] = -1;
 259     getfd = fcntl(a.fd, F_GETFD);
 260     getfl = fcntl(a.fd, F_GETFL);
 261     r = dup2(fds[1], a.fd);
 262     close(fds[1]);
 263     fds[1] = -1;
 264     if (r == -1) {
 265         ret = -5;
 266         goto err;
 267     }
 268     if (getfd != 1)
 269         fcntl(a.fd, F_SETFD, getfd);
 270     if (getfl & O_NONBLOCK)
 271         (void)tls_socket_nonblocking(a.fd);
 272     if (a.infofd != NULL)
 273         *a.infofd = infofds[0];
 274     return 0;
 275
 276  err:
 277     if (fds[0] != -1)
 278         close(fds[0]);
 279     if (fds[1] != -1)
 280         close(fds[1]);
 281     if (infofds[0] != -1)
 282         close(infofds[0]);
 283     if (infofds[1] != -1)
 284         close(infofds[1]);
 285     return ret;
 286 }
 287
 288 /*****************************************************************************/
 289
 290 static char errbuf[TLS_ERROR_BUFSIZ];
 291 static size_t errbuf_i = 0;
 292
 293 static void tls_errflush(void *apparg)
 294 {
 295     if (errbuf_i == 0)
 296         return;
 297
 298     assert(errbuf_i < sizeof errbuf);
 299     assert(errbuf[errbuf_i] == 0);
 300     if (errbuf_i == sizeof errbuf - 1) {
 301         /* make sure we have a newline, even if string has been truncated */
 302         errbuf[errbuf_i - 1] = '\n';
 303     }
 304
 305     /*
 306      * TLS_APP_ERRFLUSH may modify the string as needed, e.g. substitute
 307      * other characters for \n for convenience
 308      */
 309     TLS_APP_ERRFLUSH(tls_child_p, errbuf, errbuf_i, apparg);
 310
 311     errbuf_i = 0;
 312 }
 313
 314 static void tls_errprintf(int flush, void *apparg, const char *fmt, ...)
 315 {
 316     va_list args;
 317     int r;
 318
 319     if (errbuf_i < sizeof errbuf - 1) {
 320         size_t n;
 321
 322         va_start(args, fmt);
 323         n = (sizeof errbuf) - errbuf_i;
 324         r = vsnprintf(errbuf + errbuf_i, n, fmt, args);
 325         va_end(args);
 326         if (r >= n)
 327             r = n - 1;
 328         if (r >= 0) {
 329             errbuf_i += r;
 330         } else {
 331             errbuf_i = sizeof errbuf - 1;
 332             errbuf[errbuf_i] = '\0';
 333         }
 334         assert(errbuf_i < sizeof errbuf);
 335         assert(errbuf[errbuf_i] == 0);
 336     }
 337 #ifndef TLS_CUMULATE_ERRORS
 338     tls_errflush(apparg);
 339 #else
 340     if (flush)
 341         tls_errflush(apparg);
 342 #endif
 343 }
 344
 345 /*
 346  * app_prefix.. are for additional information provided by caller. If OpenSSL
 347  * error queue is empty, print default_text ("???" if NULL).
 348  */
 349 static char *tls_openssl_errors(const char *app_prefix_1,
 350                                 const char *app_prefix_2,
 351                                 const char *default_text, void *apparg)
 352 {
 353     static char reasons[255];
 354     size_t reasons_i;
 355     unsigned long err;
 356     const char *file;
 357     int line;
 358     const char *data;
 359     int flags;
 360     char *errstring;
 361     int printed_something = 0;
 362
 363     reasons_i = 0;
 364
 365     assert(app_prefix_1 != NULL);
 366     assert(app_prefix_2 != NULL);
 367
 368     if (default_text == NULL)
 369         default_text = "?" "?" "?";
 370
 371     while ((err = ERR_get_error_line_data(&file, &line, &data, &flags)) != 0) {
 372         if (reasons_i < sizeof reasons) {
 373             size_t n;
 374             int r;
 375
 376             n = (sizeof reasons) - reasons_i;
 377             r = snprintf(reasons + reasons_i, n, "%s%s",
 378                          (reasons_i > 0 ? ", " : ""),
 379                          ERR_reason_error_string(err));
 380             if (r >= n)
 381                 r = n - 1;
 382             if (r >= 0) {
 383                 reasons_i += r;
 384             } else {
 385                 reasons_i = sizeof reasons;
 386             }
 387             assert(reasons_i <= sizeof reasons);
 388         }
 389
 390         errstring = ERR_error_string(err, NULL);
 391         assert(errstring != NULL);
 392         tls_errprintf(0, apparg, "OpenSSL error%s%s: %s:%s:%d:%s\n",
 393                       app_prefix_1, app_prefix_2, errstring, file, line,
 394                       (flags & ERR_TXT_STRING) ? data : "");
 395         printed_something = 1;
 396     }
 397
 398     if (!printed_something) {
 399         assert(reasons_i == 0);
 400         snprintf(reasons, sizeof reasons, "%s", default_text);
 401         tls_errprintf(0, apparg, "OpenSSL error%s%s: %s\n", app_prefix_1,
 402                       app_prefix_2, default_text);
 403     }
 404 #ifdef TLS_CUMULATE_ERRORS
 405     tls_errflush(apparg);
 406 #endif
 407     assert(errbuf_i == 0);
 408
 409     return reasons;
 410 }
 411
 412 /*****************************************************************************/
 413
 414 static int tls_init_done = 0;
 415
 416 static int tls_init(void *apparg)
 417 {
 418     if (tls_init_done)
 419         return 0;
 420
 421     SSL_load_error_strings();
 422     if (!SSL_library_init() /* aka SSLeay_add_ssl_algorithms() */ ) {
 423         tls_errprintf(1, apparg, "SSL_library_init failed.\n");
 424         return -1;
 425     }
 426     tls_init_done = 1;
 427     tls_rand_seed();
 428     return 0;
 429 }
 430
 431 /*****************************************************************************/
 432
 433 static void tls_rand_seed_uniquely(void)
 434 {
 435     struct {
 436         pid_t pid;
 437         time_t time;
 438         void *stack;
 439     } data;
 440
 441     data.pid = getpid();
 442     data.time = time(NULL);
 443     data.stack = (void *)&data;
 444
 445     RAND_seed((const void *)&data, sizeof data);
 446 }
 447
 448 void tls_rand_seed(void)
 449 {
 450     struct {
 451         struct utsname uname;
 452         int uname_1;
 453         int uname_2;
 454         uid_t uid;
 455         uid_t euid;
 456         gid_t gid;
 457         gid_t egid;
 458     } data;
 459
 460     data.uname_1 = uname(&data.uname);
 461     data.uname_2 = errno;       /* Let's hope that uname fails randomly :-) */
 462
 463     data.uid = getuid();
 464     data.euid = geteuid();
 465     data.gid = getgid();
 466     data.egid = getegid();
 467
 468     RAND_seed((const void *)&data, sizeof data);
 469     tls_rand_seed_uniquely();
 470 }
 471
 472 static int tls_rand_seeded_p = 0;
 473
 474 #define my_MIN_SEED_BYTES 256   /* struct stat can be larger than 128 */
 475 int tls_rand_seed_from_file(const char *filename, size_t n, void *apparg)
 476 {
 477     /*
 478      * Seed OpenSSL's random number generator from file. Try to read n bytes
 479      * if n > 0, whole file if n == 0.
 480      */
 481
 482     int r;
 483
 484     if (tls_init(apparg) == -1)
 485         return -1;
 486     tls_rand_seed();
 487
 488     r = RAND_load_file(filename,
 489                        (n > 0 && n < LONG_MAX) ? (long)n : LONG_MAX);
 490     /*
 491      * r is the number of bytes filled into the random number generator,
 492      * which are taken from "stat(filename, ...)" in addition to the file
 493      * contents.
 494      */
 495     assert(1 < my_MIN_SEED_BYTES);
 496     /*
 497      * We need to detect at least those cases when the file does not exist at
 498      * all.  With current versions of OpenSSL, this should do it:
 499      */
 500     if (n == 0)
 501         n = my_MIN_SEED_BYTES;
 502     if (r < n) {
 503         tls_errprintf(1, apparg,
 504                       "rand_seed_from_file: could not read %d bytes from %s.\n",
 505                       n, filename);
 506         return -1;
 507     } else {
 508         tls_rand_seeded_p = 1;
 509         return 0;
 510     }
 511 }
 512
 513 void tls_rand_seed_from_memory(const void *buf, size_t n)
 514 {
 515     size_t i = 0;
 516
 517     while (i < n) {
 518         size_t rest = n - i;
 519         int chunk = rest < INT_MAX ? (int)rest : INT_MAX;
 520         RAND_seed((const char *)buf + i, chunk);
 521         i += chunk;
 522     }
 523     tls_rand_seeded_p = 1;
 524 }
 525
 526 /*****************************************************************************/
 527
 528 struct tls_x509_name_string {
 529     char str[100];
 530 };
 531
 532 static void
 533 tls_get_x509_subject_name_oneline(X509 *cert,
 534                                   struct tls_x509_name_string *namestring)
 535 {
 536     X509_NAME *name;
 537
 538     if (cert == NULL) {
 539         namestring->str[0] = '\0';
 540         return;
 541     }
 542
 543     name = X509_get_subject_name(cert); /* does not increment any reference
 544                                          * counter */
 545
 546     assert(sizeof namestring->str >= 4); /* "?" or "...", plus 0 */
 547
 548     if (name == NULL) {
 549         namestring->str[0] = '?';
 550         namestring->str[1] = 0;
 551     } else {
 552         size_t len;
 553
 554         X509_NAME_oneline(name, namestring->str, sizeof namestring->str);
 555         len = strlen(namestring->str);
 556         assert(namestring->str[len] == 0);
 557         assert(len < sizeof namestring->str);
 558
 559         if (len + 1 == sizeof namestring->str) {
 560             /*
 561              * (Probably something was cut off.) Does not really work --
 562              * X509_NAME_oneline truncates after name components, we cannot
 563              * tell from the result whether anything is missing.
 564              */
 565
 566             assert(namestring->str[len] == 0);
 567             namestring->str[--len] = '.';
 568             namestring->str[--len] = '.';
 569             namestring->str[--len] = '.';
 570         }
 571     }
 572 }
 573
 574 /*****************************************************************************/
 575
 576 /* to hinder OpenSSL from asking for passphrases */
 577 static int no_passphrase_callback(char *buf, int num, int w, void *arg)
 578 {
 579     return -1;
 580 }
 581
 582 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x00907000L
 583 static int verify_dont_fail_cb(X509_STORE_CTX *c, void *unused_arg)
 584 #else
 585 static int verify_dont_fail_cb(X509_STORE_CTX *c)
 586 #endif
 587 {
 588     int i;
 589
 590     i = X509_verify_cert(c);    /* sets c->error */
 591 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x00905000L /* don't allow unverified
 592                                            * certificates -- they could
 593                                            * survive session reuse, but
 594                                            * OpenSSL < 0.9.5-dev does not
 595                                            * preserve their verify_result */
 596     if (i == 0)
 597         return 1;
 598     else
 599 #endif
 600         return i;
 601 }
 602
 603 static DH *tls_dhe1024 = NULL;  /* generating these takes a while, so do it
 604                                  * just once */
 605
 606 void tls_set_dhe1024(int i, void *apparg)
 607 {
 608     DSA *dsaparams;
 609     DH *dhparams;
 610     const char *seed[] = { ";-)  :-(  :-)  :-(  ",
 611         ";-)  :-(  :-)  :-(  ",
 612         "Random String no. 12",
 613         ";-)  :-(  :-)  :-(  ",
 614         "hackers have even mo", /* from jargon file */
 615     };
 616     unsigned char seedbuf[20];
 617
 618     tls_init(apparg);
 619     if (i >= 0) {
 620         i %= sizeof seed / sizeof seed[0];
 621         assert(strlen(seed[i]) == 20);
 622         memcpy(seedbuf, seed[i], 20);
 623         dsaparams =
 624             DSA_generate_parameters(1024, seedbuf, 20, NULL, NULL, 0, NULL);
 625     } else {
 626         /* random parameters (may take a while) */
 627         dsaparams =
 628             DSA_generate_parameters(1024, NULL, 0, NULL, NULL, 0, NULL);
 629     }
 630
 631     if (dsaparams == NULL) {
 632         tls_openssl_errors("", "", NULL, apparg);
 633         return;
 634     }
 635     dhparams = DSA_dup_DH(dsaparams);
 636     DSA_free(dsaparams);
 637     if (dhparams == NULL) {
 638         tls_openssl_errors("", "", NULL, apparg);
 639         return;
 640     }
 641     if (tls_dhe1024 != NULL)
 642         DH_free(tls_dhe1024);
 643     tls_dhe1024 = dhparams;
 644 }
 645
 646 struct tls_create_ctx_args tls_create_ctx_defaultargs(void)
 647 {
 648     struct tls_create_ctx_args ret;
 649
 650     ret.client_p = 0;
 651     ret.certificate_file = NULL;
 652     ret.key_file = NULL;
 653     ret.ca_file = NULL;
 654     ret.verify_depth = -1;
 655     ret.fail_unless_verified = 0;
 656     ret.export_p = 0;
 657
 658     return ret;
 659 }
 660
 661 SSL_CTX *tls_create_ctx(struct tls_create_ctx_args a, void *apparg)
 662 {
 663     int r;
 664     static long context_num = 0;
 665     SSL_CTX *ret;
 666     const char *err_pref_1 = "", *err_pref_2 = "";
 667
 668     if (tls_init(apparg) == -1)
 669         return NULL;
 670
 671     ret =
 672         SSL_CTX_new((a.client_p ? SSLv23_client_method :
 673                      SSLv23_server_method) ());
 674
 675     if (ret == NULL)
 676         goto err;
 677
 678     SSL_CTX_set_default_passwd_cb(ret, no_passphrase_callback);
 679     SSL_CTX_set_mode(ret, SSL_MODE_ENABLE_PARTIAL_WRITE);
 680
 681     if ((a.certificate_file != NULL) || (a.key_file != NULL)) {
 682         if (a.key_file == NULL) {
 683             tls_errprintf(1, apparg, "Need a key file.\n");
 684             goto err_return;
 685         }
 686         if (a.certificate_file == NULL) {
 687             tls_errprintf(1, apparg, "Need a certificate chain file.\n");
 688             goto err_return;
 689         }
 690
 691         if (!SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ret, a.key_file, SSL_FILETYPE_PEM))
 692             goto err;
 693         if (!tls_rand_seeded_p) {
 694             /*
 695              * particularly paranoid people may not like this -- so provide
 696              * your own random seeding before calling this
 697              */
 698             if (tls_rand_seed_from_file(a.key_file, 0, apparg) == -1)
 699                 goto err_return;
 700         }
 701         if (!SSL_CTX_use_certificate_chain_file(ret, a.certificate_file))
 702             goto err;
 703         if (!SSL_CTX_check_private_key(ret)) {
 704             tls_errprintf(1, apparg,
 705                           "Private key \"%s\" does not match certificate \"%s\".\n",
 706                           a.key_file, a.certificate_file);
 707             goto err_peek;
 708         }
 709     }
 710
 711     if ((a.ca_file != NULL) || (a.verify_depth > 0)) {
 712         context_num++;
 713         r = SSL_CTX_set_session_id_context(ret, (const void *)&context_num,
 714                                            (unsigned int)sizeof context_num);
 715         if (!r)
 716             goto err;
 717
 718         SSL_CTX_set_verify(ret,
 719                            SSL_VERIFY_PEER | (a.fail_unless_verified ?
 720                                               SSL_VERIFY_FAIL_IF_NO_PEER_CERT
 721                                               : 0), 0);
 722         if (!a.fail_unless_verified)
 723             SSL_CTX_set_cert_verify_callback(ret, verify_dont_fail_cb, NULL);
 724
 725         if (a.verify_depth > 0)
 726             SSL_CTX_set_verify_depth(ret, a.verify_depth);
 727
 728         if (a.ca_file != NULL) {
 729             /* does not report failure if file does not exist ... */
 730             /* NULL argument means no CA-directory */
 731             r = SSL_CTX_load_verify_locations(ret, a.ca_file, NULL);
 732             if (!r) {
 733                 err_pref_1 = " while processing certificate file ";
 734                 err_pref_2 = a.ca_file;
 735                 goto err;
 736             }
 737
 738             if (!a.client_p) {
 739                 /*
 740                  * SSL_load_client_CA_file is a misnomer, it just creates a
 741                  * list of CNs.
 742                  */
 743                 SSL_CTX_set_client_CA_list(ret,
 744                                            SSL_load_client_CA_file
 745                                            (a.ca_file));
 746                 /*
 747                  * SSL_CTX_set_client_CA_list does not have a return value;
 748                  * it does not really need one, but make sure (we really test
 749                  * if SSL_load_client_CA_file worked)
 750                  */
 751                 if (SSL_CTX_get_client_CA_list(ret) == NULL) {
 752                     tls_errprintf(1, apparg,
 753                                   "Could not set client CA list from \"%s\".\n",
 754                                   a.ca_file);
 755                     goto err_peek;
 756                 }
 757             }
 758         }
 759     }
 760
 761     if (!a.client_p) {
 762         if (tls_dhe1024 == NULL) {
 763             int i;
 764
 765             if (RAND_bytes((unsigned char *)&i, sizeof i) <= 0)
 766                 goto err_return;
 767             /*
 768              * make sure that i is non-negative -- pick one of the provided
 769              * seeds
 770              */
 771             if (i < 0)
 772                 i = -i;
 773             if (i < 0)
 774                 i = 0;
 775             tls_set_dhe1024(i, apparg);
 776             if (tls_dhe1024 == NULL)
 777                 goto err_return;
 778         }
 779
 780         if (!SSL_CTX_set_tmp_dh(ret, tls_dhe1024))
 781             goto err;
 782
 783         /* avoid small subgroup attacks: */
 784         SSL_CTX_set_options(ret, SSL_OP_SINGLE_DH_USE);
 785     }
 786 #ifndef NO_RSA
 787     if (!a.client_p && a.export_p) {
 788         RSA *tmpkey;
 789
 790         tmpkey = RSA_generate_key(512, RSA_F4, 0, NULL);
 791         if (tmpkey == NULL)
 792             goto err;
 793         if (!SSL_CTX_set_tmp_rsa(ret, tmpkey)) {
 794             RSA_free(tmpkey);
 795             goto err;
 796         }
 797         RSA_free(tmpkey);       /* SSL_CTX_set_tmp_rsa uses a duplicate. */
 798     }
 799 #endif
 800
 801     return ret;
 802
 803  err_peek:
 804     if (!ERR_peek_error())
 805         goto err_return;
 806  err:
 807     tls_openssl_errors(err_pref_1, err_pref_2, NULL, apparg);
 808  err_return:
 809     if (ret != NULL)
 810         SSL_CTX_free(ret);
 811     return NULL;
 812 }
 813
 814 /*****************************************************************************/
 815
 816 static int tls_socket_nonblocking(int fd)
 817 {
 818     int v, r;
 819
 820     v = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
 821     if (v == -1) {
 822         if (errno == EINVAL)
 823             return 0;           /* already shut down -- ignore */
 824         return -1;
 825     }
 826     r = fcntl(fd, F_SETFL, v | O_NONBLOCK);
 827     if (r == -1) {
 828         if (errno == EINVAL)
 829             return 0;           /* already shut down -- ignore */
 830         return -1;
 831     }
 832     return 0;
 833 }
 834
 835 static int max(int a, int b)
 836 {
 837     return a > b ? a : b;
 838 }
 839
 840 /* timeout, -1 means no timeout */
 841 static void
 842 tls_sockets_select(int read_select_1, int read_select_2, int write_select_1,
 843                    int write_select_2, int seconds)
 844 {
 845     int maxfd, n;
 846     fd_set reads, writes;
 847     struct timeval timeout;
 848     struct timeval *timeout_p;
 849
 850     assert(read_select_1 >= -1 && read_select_2 >= -1 && write_select_1 >= -1
 851            && write_select_2 >= -1);
 852     assert(read_select_1 < FD_SETSIZE && read_select_2 < FD_SETSIZE - 1
 853            && write_select_1 < FD_SETSIZE - 1
 854            && write_select_2 < FD_SETSIZE - 1);
 855
 856     maxfd =
 857         max(max(read_select_1, read_select_2),
 858             max(write_select_1, write_select_2));
 859     assert(maxfd >= 0);
 860
 861     FD_ZERO(&reads);
 862     FD_ZERO(&writes);
 863
 864     for (n = 0; n < 4; ++n) {
 865         int i = n % 2;
 866         int w = n >= 2;
 867         /* loop over all (i, w) in {0,1}x{0,1} */
 868         int fd;
 869
 870         if (i == 0 && w == 0)
 871             fd = read_select_1;
 872         else if (i == 1 && w == 0)
 873             fd = read_select_2;
 874         else if (i == 0 && w == 1)
 875             fd = write_select_1;
 876         else {
 877             assert(i == 1 && w == 1);
 878             fd = write_select_2;
 879         }
 880
 881         if (fd >= 0) {
 882             if (w == 0)
 883                 FD_SET(fd, &reads);
 884             else                /* w == 1 */
 885                 FD_SET(fd, &writes);
 886         }
 887     }
 888
 889     if (seconds >= 0) {
 890         timeout.tv_sec = seconds;
 891         timeout.tv_usec = 0;
 892         timeout_p = &timeout;
 893     } else
 894         timeout_p = NULL;
 895
 896     DEBUG_MSG2("select no.", ++tls_select_count);
 897     select(maxfd + 1, &reads, &writes, (fd_set *) NULL, timeout_p);
 898     DEBUG_MSG("cont.");
 899 }
 900
 901 /*****************************************************************************/
 902
 903 #define TUNNELBUFSIZE (16*1024)
 904 struct tunnelbuf {
 905     char buf[TUNNELBUFSIZE];
 906     size_t len;
 907     size_t offset;
 908 };
 909
 910 static int tls_connect_attempt(SSL *, int *write_select, int *read_select,
 911                                int *closed, int *progress,
 912                                const char **err_pref);
 913
 914 static int tls_accept_attempt(SSL *, int *write_select, int *read_select,
 915                               int *closed, int *progress,
 916                               const char **err_pref);
 917
 918 static int tls_write_attempt(SSL *, struct tunnelbuf *, int *write_select,
 919                              int *read_select, int *closed, int *progress,
 920                              const char **err_pref);
 921
 922 static int tls_read_attempt(SSL *, struct tunnelbuf *, int *write_select,
 923                             int *read_select, int *closed, int *progress,
 924                             const char **err_pref);
 925
 926 static int write_attempt(int fd, struct tunnelbuf *, int *select, int *closed,
 927                          int *progress);
 928
 929 static int read_attempt(int fd, struct tunnelbuf *, int *select, int *closed,
 930                         int *progress);
 931
 932 static void write_info(SSL *ssl, int *info_fd)
 933 {
 934     if (*info_fd != -1) {
 935         long v;
 936         int v_ok;
 937         struct tls_x509_name_string peer;
 938         char infobuf[TLS_INFO_SIZE];
 939         int r;
 940
 941         DEBUG_MSG("write_info");
 942         v = SSL_get_verify_result(ssl);
 943         v_ok = (v == X509_V_OK) ? 'A' : 'E'; /* Auth./Error */
 944         {
 945             X509 *peercert;
 946
 947             peercert = SSL_get_peer_certificate(ssl);
 948             tls_get_x509_subject_name_oneline(peercert, &peer);
 949             if (peercert != NULL)
 950                 X509_free(peercert);
 951         }
 952         if (peer.str[0] == '\0')
 953             v_ok = '0';         /* no cert at all */
 954         else if (strchr(peer.str, '\n')) {
 955             /* should not happen, but make sure */
 956             *strchr(peer.str, '\n') = '\0';
 957         }
 958         r = snprintf(infobuf, sizeof infobuf, "%c:%s\n%s\n", v_ok,
 959                      X509_verify_cert_error_string(v), peer.str);
 960         DEBUG_MSG2("snprintf", r);
 961         if (r == -1 || r >= sizeof infobuf)
 962             r = sizeof infobuf - 1;
 963         write(*info_fd, infobuf, r);
 964         close(*info_fd);
 965         *info_fd = -1;
 966     }
 967 }
 968
 969 /* tls_proxy expects that all fds are closed after return */
 970 static void
 971 tls_proxy(int clear_fd, int tls_fd, int info_fd, SSL_CTX *ctx, int client_p)
 972 {
 973     struct tunnelbuf clear_to_tls, tls_to_clear;
 974     SSL *ssl;
 975     BIO *rbio, *wbio;
 976     int closed, in_handshake;
 977     const char *err_pref_1 = "", *err_pref_2 = "";
 978     const char *err_def = NULL;
 979
 980     assert(clear_fd != -1);
 981     assert(tls_fd != -1);
 982     assert(clear_fd < FD_SETSIZE);
 983     assert(tls_fd < FD_SETSIZE);
 984     /* info_fd may be -1 */
 985     assert(ctx != NULL);
 986
 987     tls_rand_seed_uniquely();
 988
 989     tls_socket_nonblocking(clear_fd);
 990     DEBUG_MSG2("clear_fd", clear_fd);
 991     tls_socket_nonblocking(tls_fd);
 992     DEBUG_MSG2("tls_fd", tls_fd);
 993
 994     ssl = SSL_new(ctx);
 995     if (ssl == NULL)
 996         goto err;
 997     DEBUG_MSG("SSL_new");
 998     if (!SSL_set_fd(ssl, tls_fd))
 999         goto err;
1000     rbio = SSL_get_rbio(ssl);
1001     wbio = SSL_get_wbio(ssl);   /* should be the same, but who cares */
1002     assert(rbio != NULL);
1003     assert(wbio != NULL);
1004     if (client_p)
1005         SSL_set_connect_state(ssl);
1006     else
1007         SSL_set_accept_state(ssl);
1008
1009     closed = 0;
1010     in_handshake = 1;
1011     tls_to_clear.len = 0;
1012     tls_to_clear.offset = 0;
1013     clear_to_tls.len = 0;
1014     clear_to_tls.offset = 0;
1015
1016     err_def = "I/O error";
1017
1018     /*
1019      * loop finishes as soon as we detect that one side closed; when all
1020      * (program and OS) buffers have enough space, the data from the last
1021      * succesful read in each direction is transferred before close
1022      */
1023     do {
1024         int clear_read_select = 0, clear_write_select = 0,
1025             tls_read_select = 0, tls_write_select = 0, progress = 0;
1026         int r;
1027         unsigned long num_read = BIO_number_read(rbio),
1028             num_written = BIO_number_written(wbio);
1029
1030         DEBUG_MSG2("loop iteration", ++tls_loop_count);
1031
1032         if (in_handshake) {
1033             DEBUG_MSG("in_handshake");
1034             if (client_p)
1035                 r = tls_connect_attempt(ssl, &tls_write_select,
1036                                         &tls_read_select, &closed, &progress,
1037                                         &err_pref_1);
1038             else
1039                 r = tls_accept_attempt(ssl, &tls_write_select,
1040                                        &tls_read_select, &closed, &progress,
1041                                        &err_pref_1);
1042             if (r != 0) {
1043                 write_info(ssl, &info_fd);
1044                 goto err;
1045             }
1046             if (closed)
1047                 goto err_return;
1048             if (!SSL_in_init(ssl)) {
1049                 in_handshake = 0;
1050                 write_info(ssl, &info_fd);
1051             }
1052         }
1053
1054         if (clear_to_tls.len != 0 && !in_handshake) {
1055             assert(!closed);
1056
1057             r = tls_write_attempt(ssl, &clear_to_tls, &tls_write_select,
1058                                   &tls_read_select, &closed, &progress,
1059                                   &err_pref_1);
1060             if (r != 0)
1061                 goto err;
1062             if (closed) {
1063                 assert(progress);
1064                 tls_to_clear.offset = 0;
1065                 tls_to_clear.len = 0;
1066             }
1067         }
1068
1069         if (tls_to_clear.len != 0) {
1070             assert(!closed);
1071
1072             r = write_attempt(clear_fd, &tls_to_clear, &clear_write_select,
1073                               &closed, &progress);
1074             if (r != 0)
1075                 goto err_return;
1076             if (closed) {
1077                 assert(progress);
1078                 clear_to_tls.offset = 0;
1079                 clear_to_tls.len = 0;
1080             }
1081         }
1082
1083         if (!closed) {
1084             if (clear_to_tls.offset + clear_to_tls.len <
1085                 sizeof clear_to_tls.buf) {
1086                 r = read_attempt(clear_fd, &clear_to_tls, &clear_read_select,
1087                                  &closed, &progress);
1088                 if (r != 0)
1089                     goto err_return;
1090                 if (closed) {
1091                     r = SSL_shutdown(ssl);
1092                     DEBUG_MSG2("SSL_shutdown", r);
1093                 }
1094             }
1095         }
1096
1097         if (!closed && !in_handshake) {
1098             if (tls_to_clear.offset + tls_to_clear.len <
1099                 sizeof tls_to_clear.buf) {
1100                 r = tls_read_attempt(ssl, &tls_to_clear, &tls_write_select,
1101                                      &tls_read_select, &closed, &progress,
1102                                      &err_pref_1);
1103                 if (r != 0)
1104                     goto err;
1105                 if (closed) {
1106                     r = SSL_shutdown(ssl);
1107                     DEBUG_MSG2("SSL_shutdown", r);
1108                 }
1109             }
1110         }
1111
1112         if (!progress) {
1113             DEBUG_MSG("!progress?");
1114             if (num_read != BIO_number_read(rbio)
1115                 || num_written != BIO_number_written(wbio))
1116                 progress = 1;
1117
1118             if (!progress) {
1119                 DEBUG_MSG("!progress");
1120                 assert(clear_read_select || tls_read_select
1121                        || clear_write_select || tls_write_select);
1122                 tls_sockets_select(clear_read_select ? clear_fd : -1,
1123                                    tls_read_select ? tls_fd : -1,
1124                                    clear_write_select ? clear_fd : -1,
1125                                    tls_write_select ? tls_fd : -1, -1);
1126             }
1127         }
1128     } while (!closed);
1129     return;
1130
1131  err:
1132     tls_openssl_errors(err_pref_1, err_pref_2, err_def, tls_child_apparg);
1133  err_return:
1134     return;
1135 }
1136
1137 static int
1138 tls_get_error(SSL *ssl, int r, int *write_select, int *read_select,
1139               int *closed, int *progress)
1140 {
1141     int err = SSL_get_error(ssl, r);
1142
1143     if (err == SSL_ERROR_NONE) {
1144         assert(r > 0);
1145         *progress = 1;
1146         return 0;
1147     }
1148
1149     assert(r <= 0);
1150
1151     switch (err) {
1152     case SSL_ERROR_ZERO_RETURN:
1153         assert(r == 0);
1154         *closed = 1;
1155         *progress = 1;
1156         return 0;
1157
1158     case SSL_ERROR_WANT_WRITE:
1159         *write_select = 1;
1160         return 0;
1161
1162     case SSL_ERROR_WANT_READ:
1163         *read_select = 1;
1164         return 0;
1165     }
1166
1167     return -1;
1168 }
1169
1170 static int
1171 tls_connect_attempt(SSL *ssl, int *write_select, int *read_select,
1172                     int *closed, int *progress, const char **err_pref)
1173 {
1174     int n, r;
1175
1176     DEBUG_MSG("tls_connect_attempt");
1177     n = SSL_connect(ssl);
1178     DEBUG_MSG2("SSL_connect", n);
1179     r = tls_get_error(ssl, n, write_select, read_select, closed, progress);
1180     if (r == -1)
1181         *err_pref = " during SSL_connect";
1182     return r;
1183 }
1184
1185 static int
1186 tls_accept_attempt(SSL *ssl, int *write_select, int *read_select, int *closed,
1187                    int *progress, const char **err_pref)
1188 {
1189     int n, r;
1190
1191     DEBUG_MSG("tls_accept_attempt");
1192     n = SSL_accept(ssl);
1193     DEBUG_MSG2("SSL_accept", n);
1194     r = tls_get_error(ssl, n, write_select, read_select, closed, progress);
1195     if (r == -1)
1196         *err_pref = " during SSL_accept";
1197     return r;
1198 }
1199
1200 static int
1201 tls_write_attempt(SSL *ssl, struct tunnelbuf *buf, int *write_select,
1202                   int *read_select, int *closed, int *progress,
1203                   const char **err_pref)
1204 {
1205     int n, r;
1206
1207     DEBUG_MSG("tls_write_attempt");
1208     n = SSL_write(ssl, buf->buf + buf->offset, buf->len);
1209     DEBUG_MSG2("SSL_write", n);
1210     r = tls_get_error(ssl, n, write_select, read_select, closed, progress);
1211     if (n > 0) {
1212         buf->len -= n;
1213         assert(buf->len >= 0);
1214         if (buf->len == 0)
1215             buf->offset = 0;
1216         else
1217             buf->offset += n;
1218     }
1219     if (r == -1)
1220         *err_pref = " during SSL_write";
1221     return r;
1222 }
1223
1224 static int
1225 tls_read_attempt(SSL *ssl, struct tunnelbuf *buf, int *write_select,
1226                  int *read_select, int *closed, int *progress,
1227                  const char **err_pref)
1228 {
1229     int n, r;
1230     size_t total;
1231
1232     DEBUG_MSG("tls_read_attempt");
1233     total = buf->offset + buf->len;
1234     assert(total < sizeof buf->buf);
1235     n = SSL_read(ssl, buf->buf + total, (sizeof buf->buf) - total);
1236     DEBUG_MSG2("SSL_read", n);
1237     r = tls_get_error(ssl, n, write_select, read_select, closed, progress);
1238     if (n > 0) {
1239         buf->len += n;
1240         assert(buf->offset + buf->len <= sizeof buf->buf);
1241     }
1242     if (r == -1)
1243         *err_pref = " during SSL_read";
1244     return r;
1245 }
1246
1247 static int get_error(int r, int *select, int *closed, int *progress)
1248 {
1249     if (r >= 0) {
1250         *progress = 1;
1251         if (r == 0)
1252             *closed = 1;
1253         return 0;
1254     } else {
1255         assert(r == -1);
1256         if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK) {
1257             *select = 1;
1258             return 0;
1259         } else if (errno == EPIPE) {
1260             *progress = 1;
1261             *closed = 1;
1262             return 0;
1263         } else
1264             return -1;
1265     }
1266 }
1267
1268 static int write_attempt(int fd, struct tunnelbuf *buf, int *select,
1269                          int *closed, int *progress)
1270 {
1271     int n, r;
1272
1273     DEBUG_MSG("write_attempt");
1274     n = write(fd, buf->buf + buf->offset, buf->len);
1275     DEBUG_MSG2("write", n);
1276     r = get_error(n, select, closed, progress);
1277     if (n > 0) {
1278         buf->len -= n;
1279         assert(buf->len >= 0);
1280         if (buf->len == 0)
1281             buf->offset = 0;
1282         else
1283             buf->offset += n;
1284     }
1285     if (r == -1)
1286         tls_errprintf(1, tls_child_apparg, "write error: %s\n",
1287                       strerror(errno));
1288     return r;
1289 }
1290
1291 static int
1292 read_attempt(int fd, struct tunnelbuf *buf, int *select, int *closed,
1293              int *progress)
1294 {
1295     int n, r;
1296     size_t total;
1297
1298     DEBUG_MSG("read_attempt");
1299     total = buf->offset + buf->len;
1300     assert(total < sizeof buf->buf);
1301     n = read(fd, buf->buf + total, (sizeof buf->buf) - total);
1302     DEBUG_MSG2("read", n);
1303     r = get_error(n, select, closed, progress);
1304     if (n > 0) {
1305         buf->len += n;
1306         assert(buf->offset + buf->len <= sizeof buf->buf);
1307     }
1308     if (r == -1)
1309         tls_errprintf(1, tls_child_apparg, "read error: %s\n",
1310                       strerror(errno));
1311     return r;
1312 }