tls: add the i/o loop - largish rework of i/o buffering
[oweals/busybox.git] / networking / tls.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2017 Denys Vlasenko
3  *
4  * Licensed under GPLv2, see file LICENSE in this source tree.
5  */
6 //config:config TLS
7 //config:       bool "tls (debugging)"
8 //config:       default n
9
10 //applet:IF_TLS(APPLET(tls, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
11
12 //kbuild:lib-$(CONFIG_TLS) += tls.o
13 //kbuild:lib-$(CONFIG_TLS) += tls_pstm.o
14 //kbuild:lib-$(CONFIG_TLS) += tls_pstm_montgomery_reduce.o
15 //kbuild:lib-$(CONFIG_TLS) += tls_pstm_mul_comba.o
16 //kbuild:lib-$(CONFIG_TLS) += tls_pstm_sqr_comba.o
17 //kbuild:lib-$(CONFIG_TLS) += tls_rsa.o
18 //kbuild:lib-$(CONFIG_TLS) += tls_aes.o
19 ////kbuild:lib-$(CONFIG_TLS) += tls_aes_gcm.o
20
21 //usage:#define tls_trivial_usage
22 //usage:       "HOST[:PORT]"
23 //usage:#define tls_full_usage "\n\n"
24
25 #include "tls.h"
26 #include "common_bufsiz.h"
27
28 #define TLS_DEBUG      1
29 #define TLS_DEBUG_HASH 1
30 #define TLS_DEBUG_DER  0
31
32 #if TLS_DEBUG
33 # define dbg(...) fprintf(stderr, __VA_ARGS__)
34 #else
35 # define dbg(...) ((void)0)
36 #endif
37
38 #if TLS_DEBUG_DER
39 # define dbg_der(...) fprintf(stderr, __VA_ARGS__)
40 #else
41 # define dbg_der(...) ((void)0)
42 #endif
43
44 #define RECORD_TYPE_CHANGE_CIPHER_SPEC  20
45 #define RECORD_TYPE_ALERT               21
46 #define RECORD_TYPE_HANDSHAKE           22
47 #define RECORD_TYPE_APPLICATION_DATA    23
48
49 #define HANDSHAKE_HELLO_REQUEST         0
50 #define HANDSHAKE_CLIENT_HELLO          1
51 #define HANDSHAKE_SERVER_HELLO          2
52 #define HANDSHAKE_HELLO_VERIFY_REQUEST  3
53 #define HANDSHAKE_NEW_SESSION_TICKET    4
54 #define HANDSHAKE_CERTIFICATE           11
55 #define HANDSHAKE_SERVER_KEY_EXCHANGE   12
56 #define HANDSHAKE_CERTIFICATE_REQUEST   13
57 #define HANDSHAKE_SERVER_HELLO_DONE     14
58 #define HANDSHAKE_CERTIFICATE_VERIFY    15
59 #define HANDSHAKE_CLIENT_KEY_EXCHANGE   16
60 #define HANDSHAKE_FINISHED              20
61
62 #define SSL_HS_RANDOM_SIZE              32
63 #define SSL_HS_RSA_PREMASTER_SIZE       48
64
65 #define SSL_NULL_WITH_NULL_NULL                 0x0000
66 #define SSL_RSA_WITH_NULL_MD5                   0x0001
67 #define SSL_RSA_WITH_NULL_SHA                   0x0002
68 #define SSL_RSA_WITH_RC4_128_MD5                0x0004
69 #define SSL_RSA_WITH_RC4_128_SHA                0x0005
70 #define SSL_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA           0x000A  /* 10 */
71 #define TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA            0x002F  /* 47 */
72 #define TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA            0x0035  /* 53 */
73 #define TLS_RSA_WITH_NULL_SHA256                0x003B  /* 59 */
74
75 #define TLS_EMPTY_RENEGOTIATION_INFO_SCSV       0x00FF
76
77 #define TLS_RSA_WITH_IDEA_CBC_SHA               0x0007  /* 7 */
78 #define SSL_DHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA       0x0016  /* 22 */
79 #define SSL_DH_anon_WITH_RC4_128_MD5            0x0018  /* 24 */
80 #define SSL_DH_anon_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA       0x001B  /* 27 */
81 #define TLS_DHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA        0x0033  /* 51 */
82 #define TLS_DHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA        0x0039  /* 57 */
83 #define TLS_DHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256     0x0067  /* 103 */
84 #define TLS_DHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA256     0x006B  /* 107 */
85 #define TLS_DH_anon_WITH_AES_128_CBC_SHA        0x0034  /* 52 */
86 #define TLS_DH_anon_WITH_AES_256_CBC_SHA        0x003A  /* 58 */
87 #define TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256         0x003C  /* 60 */
88 #define TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA256         0x003D  /* 61 */
89 #define TLS_RSA_WITH_SEED_CBC_SHA               0x0096  /* 150 */
90 #define TLS_PSK_WITH_AES_128_CBC_SHA            0x008C  /* 140 */
91 #define TLS_PSK_WITH_AES_128_CBC_SHA256         0x00AE  /* 174 */
92 #define TLS_PSK_WITH_AES_256_CBC_SHA384         0x00AF  /* 175 */
93 #define TLS_PSK_WITH_AES_256_CBC_SHA            0x008D  /* 141 */
94 #define TLS_DHE_PSK_WITH_AES_128_CBC_SHA        0x0090  /* 144 */
95 #define TLS_DHE_PSK_WITH_AES_256_CBC_SHA        0x0091  /* 145 */
96 #define TLS_ECDH_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA     0xC004  /* 49156 */
97 #define TLS_ECDH_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA     0xC005  /* 49157 */
98 #define TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA    0xC009  /* 49161 */
99 #define TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA    0xC00A  /* 49162 */
100 #define TLS_ECDHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA     0xC012  /* 49170 */
101 #define TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA      0xC013  /* 49171 */
102 #define TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA      0xC014  /* 49172 */
103 #define TLS_ECDH_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA       0xC00E  /* 49166 */
104 #define TLS_ECDH_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA       0xC00F  /* 49167 */
105 #define TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256 0xC023  /* 49187 */
106 #define TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA384 0xC024  /* 49188 */
107 #define TLS_ECDH_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256  0xC025  /* 49189 */
108 #define TLS_ECDH_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA384  0xC026  /* 49190 */
109 #define TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256   0xC027  /* 49191 */
110 #define TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA384   0xC028  /* 49192 */
111 #define TLS_ECDH_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256    0xC029  /* 49193 */
112 #define TLS_ECDH_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA384    0xC02A  /* 49194 */
113
114 // RFC 5288 "AES Galois Counter Mode (GCM) Cipher Suites for TLS"
115 #define TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256         0x009C  /* 156 */
116 #define TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384         0x009D  /* 157 */
117 #define TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256 0xC02B  /* 49195 */
118 #define TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384 0xC02C  /* 49196 */
119 #define TLS_ECDH_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256  0xC02D  /* 49197 */
120 #define TLS_ECDH_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384  0xC02E  /* 49198 */
121 #define TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256   0xC02F  /* 49199 */
122 #define TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384   0xC030  /* 49200 */
123 #define TLS_ECDH_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256    0xC031  /* 49201 */
124 #define TLS_ECDH_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384    0xC032  /* 49202 */
125
126 //Tested against kernel.org:
127 //TLS 1.1
128 //#define TLS_MAJ 3
129 //#define TLS_MIN 2
130 //#define CIPHER_ID TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA // ok, recvs SERVER_KEY_EXCHANGE
131 //TLS 1.2
132 #define TLS_MAJ 3
133 #define TLS_MIN 3
134 //#define CIPHER_ID TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA // ok, recvs SERVER_KEY_EXCHANGE *** matrixssl uses this on my box
135 //#define CIPHER_ID TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA256 // ok, no SERVER_KEY_EXCHANGE
136 // All GCMs:
137 //#define CIPHER_ID TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384 // SSL_ALERT_HANDSHAKE_FAILURE
138 //#define CIPHER_ID TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256 // SSL_ALERT_HANDSHAKE_FAILURE
139 //#define CIPHER_ID TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384 // ok, recvs SERVER_KEY_EXCHANGE
140 //#define CIPHER_ID TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256
141 //#define CIPHER_ID TLS_ECDH_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384
142 //#define CIPHER_ID TLS_ECDH_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256 // SSL_ALERT_HANDSHAKE_FAILURE
143 //#define CIPHER_ID TLS_ECDH_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384
144 //#define CIPHER_ID TLS_ECDH_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256 // SSL_ALERT_HANDSHAKE_FAILURE
145 //#define CIPHER_ID TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384 // ok, no SERVER_KEY_EXCHANGE
146 //#define CIPHER_ID TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256 // ok, no SERVER_KEY_EXCHANGE *** select this?
147 //#define CIPHER_ID TLS_DH_anon_WITH_AES_256_CBC_SHA // SSL_ALERT_HANDSHAKE_FAILURE
148 //^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ (tested b/c this one doesn't req server certs... no luck)
149 //test TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA, in TLS 1.2 it's mandated to be always supported
150
151 // works against "openssl s_server -cipher NULL"
152 // and against wolfssl-3.9.10-stable/examples/server/server.c:
153 //#define CIPHER_ID TLS_RSA_WITH_NULL_SHA256 // for testing (does everything except encrypting)
154 // works against wolfssl-3.9.10-stable/examples/server/server.c
155 // (getting back and decrypt ok first application data message)
156 #define CIPHER_ID TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA256 // ok, no SERVER_KEY_EXCHANGE
157
158 enum {
159         SHA256_INSIZE = 64,
160         SHA256_OUTSIZE = 32,
161
162         AES_BLOCKSIZE = 16,
163         AES128_KEYSIZE = 16,
164         AES256_KEYSIZE = 32,
165
166         MAX_TLS_RECORD = (1 << 14),
167         OUTBUF_PFX = 8 + AES_BLOCKSIZE, /* header + IV */
168         OUTBUF_SFX = SHA256_OUTSIZE + AES_BLOCKSIZE, /* MAC + padding */
169         MAX_OTBUF = MAX_TLS_RECORD - OUTBUF_PFX - OUTBUF_SFX,
170 };
171
172 struct record_hdr {
173         uint8_t type;
174         uint8_t proto_maj, proto_min;
175         uint8_t len16_hi, len16_lo;
176 };
177
178 typedef struct tls_state {
179         int fd;
180
181         psRsaKey_t server_rsa_pub_key;
182
183         sha256_ctx_t handshake_sha256_ctx;
184
185         uint8_t client_and_server_rand32[2 * 32];
186         uint8_t master_secret[48];
187
188         uint8_t encrypt_on_write;
189         int     min_encrypted_len_on_read;
190         uint8_t client_write_MAC_key[SHA256_OUTSIZE];
191         uint8_t server_write_MAC_key[SHA256_OUTSIZE];
192         uint8_t client_write_key[AES256_KEYSIZE];
193         uint8_t server_write_key[AES256_KEYSIZE];
194 // RFC 5246
195 // sequence number
196 // Each connection state contains a sequence number, which is
197 // maintained separately for read and write states.  The sequence
198 // number MUST be set to zero whenever a connection state is made the
199 // active state.  Sequence numbers are of type uint64 and may not
200 // exceed 2^64-1.
201         uint64_t write_seq64_be;
202
203         int outbuf_size;
204         uint8_t *outbuf;
205
206         // RFC 5246
207         // |6.2.1. Fragmentation
208         // |  The record layer fragments information blocks into TLSPlaintext
209         // |  records carrying data in chunks of 2^14 bytes or less.  Client
210         // |  message boundaries are not preserved in the record layer (i.e.,
211         // |  multiple client messages of the same ContentType MAY be coalesced
212         // |  into a single TLSPlaintext record, or a single message MAY be
213         // |  fragmented across several records)
214         // |...
215         // |  length
216         // |    The length (in bytes) of the following TLSPlaintext.fragment.
217         // |    The length MUST NOT exceed 2^14.
218         // |...
219         // | 6.2.2. Record Compression and Decompression
220         // |...
221         // |  Compression must be lossless and may not increase the content length
222         // |  by more than 1024 bytes.  If the decompression function encounters a
223         // |  TLSCompressed.fragment that would decompress to a length in excess of
224         // |  2^14 bytes, it MUST report a fatal decompression failure error.
225         // |...
226         // |  length
227         // |    The length (in bytes) of the following TLSCompressed.fragment.
228         // |    The length MUST NOT exceed 2^14 + 1024.
229         //
230         // Since our buffer also contains 5-byte headers, make it a bit bigger:
231         int insize;
232         int tail;
233 //needed?
234         uint64_t align____;
235         uint8_t inbuf[20*1024];
236 } tls_state_t;
237
238
239 static unsigned get24be(const uint8_t *p)
240 {
241         return 0x100*(0x100*p[0] + p[1]) + p[2];
242 }
243
244 #if TLS_DEBUG
245 static void dump_hex(const char *fmt, const void *vp, int len)
246 {
247         char hexbuf[32 * 1024 + 4];
248         const uint8_t *p = vp;
249
250         bin2hex(hexbuf, (void*)p, len)[0] = '\0';
251         dbg(fmt, hexbuf);
252 }
253
254 static void dump_tls_record(const void *vp, int len)
255 {
256         const uint8_t *p = vp;
257
258         while (len > 0) {
259                 unsigned xhdr_len;
260                 if (len < 5) {
261                         dump_hex("< |%s|\n", p, len);
262                         return;
263                 }
264                 xhdr_len = 0x100*p[3] + p[4];
265                 dbg("< hdr_type:%u ver:%u.%u len:%u", p[0], p[1], p[2], xhdr_len);
266                 p += 5;
267                 len -= 5;
268                 if (len >= 4 && p[-5] == RECORD_TYPE_HANDSHAKE) {
269                         unsigned len24 = get24be(p + 1);
270                         dbg(" type:%u len24:%u", p[0], len24);
271                 }
272                 if (xhdr_len > len)
273                         xhdr_len = len;
274                 dump_hex(" |%s|\n", p, xhdr_len);
275                 p += xhdr_len;
276                 len -= xhdr_len;
277         }
278 }
279 #endif
280
281 void tls_get_random(void *buf, unsigned len)
282 {
283         if (len != open_read_close("/dev/urandom", buf, len))
284                 xfunc_die();
285 }
286
287 //TODO rename this to sha256_hash, and sha256_hash -> sha256_update
288 static void hash_sha256(uint8_t out[SHA256_OUTSIZE], const void *data, unsigned size)
289 {
290         sha256_ctx_t ctx;
291         sha256_begin(&ctx);
292         sha256_hash(&ctx, data, size);
293         sha256_end(&ctx, out);
294 }
295
296 /* Nondestructively see the current hash value */
297 static void sha256_peek(sha256_ctx_t *ctx, void *buffer)
298 {
299         sha256_ctx_t ctx_copy = *ctx;
300         sha256_end(&ctx_copy, buffer);
301 }
302
303 #if TLS_DEBUG_HASH
304 static void sha256_hash_dbg(const char *fmt, sha256_ctx_t *ctx, const void *buffer, size_t len)
305 {
306         uint8_t h[SHA256_OUTSIZE];
307
308         sha256_hash(ctx, buffer, len);
309         dump_hex(fmt, buffer, len);
310         dbg(" (%u) ", (int)len);
311         sha256_peek(ctx, h);
312         dump_hex("%s\n", h, SHA256_OUTSIZE);
313 }
314 #else
315 # define sha256_hash_dbg(fmt, ctx, buffer, len) \
316          sha256_hash(ctx, buffer, len)
317 #endif
318
319 // RFC 2104
320 // HMAC(key, text) based on a hash H (say, sha256) is:
321 // ipad = [0x36 x INSIZE]
322 // opad = [0x5c x INSIZE]
323 // HMAC(key, text) = H((key XOR opad) + H((key XOR ipad) + text))
324 //
325 // H(key XOR opad) and H(key XOR ipad) can be precomputed
326 // if we often need HMAC hmac with the same key.
327 //
328 // text is often given in disjoint pieces.
329 static void hmac_sha256_precomputed_v(uint8_t out[SHA256_OUTSIZE],
330                 sha256_ctx_t *hashed_key_xor_ipad,
331                 sha256_ctx_t *hashed_key_xor_opad,
332                 va_list va)
333 {
334         uint8_t *text;
335
336         /* hashed_key_xor_ipad contains unclosed "H((key XOR ipad) +" state */
337         /* hashed_key_xor_opad contains unclosed "H((key XOR opad) +" state */
338
339         /* calculate out = H((key XOR ipad) + text) */
340         while ((text = va_arg(va, uint8_t*)) != NULL) {
341                 unsigned text_size = va_arg(va, unsigned);
342                 sha256_hash(hashed_key_xor_ipad, text, text_size);
343         }
344         sha256_end(hashed_key_xor_ipad, out);
345
346         /* out = H((key XOR opad) + out) */
347         sha256_hash(hashed_key_xor_opad, out, SHA256_OUTSIZE);
348         sha256_end(hashed_key_xor_opad, out);
349 }
350
351 static void hmac_sha256(uint8_t out[SHA256_OUTSIZE], uint8_t *key, unsigned key_size, ...)
352 {
353         sha256_ctx_t hashed_key_xor_ipad;
354         sha256_ctx_t hashed_key_xor_opad;
355         uint8_t key_xor_ipad[SHA256_INSIZE];
356         uint8_t key_xor_opad[SHA256_INSIZE];
357         uint8_t tempkey[SHA256_OUTSIZE];
358         va_list va;
359         int i;
360
361         va_start(va, key_size);
362
363         // "The authentication key can be of any length up to INSIZE, the
364         // block length of the hash function.  Applications that use keys longer
365         // than INSIZE bytes will first hash the key using H and then use the
366         // resultant OUTSIZE byte string as the actual key to HMAC."
367         if (key_size > SHA256_INSIZE) {
368                 hash_sha256(tempkey, key, key_size);
369                 key = tempkey;
370                 key_size = SHA256_OUTSIZE;
371         }
372
373         for (i = 0; i < key_size; i++) {
374                 key_xor_ipad[i] = key[i] ^ 0x36;
375                 key_xor_opad[i] = key[i] ^ 0x5c;
376         }
377         for (; i < SHA256_INSIZE; i++) {
378                 key_xor_ipad[i] = 0x36;
379                 key_xor_opad[i] = 0x5c;
380         }
381         sha256_begin(&hashed_key_xor_ipad);
382         sha256_hash(&hashed_key_xor_ipad, key_xor_ipad, SHA256_INSIZE);
383         sha256_begin(&hashed_key_xor_opad);
384         sha256_hash(&hashed_key_xor_opad, key_xor_opad, SHA256_INSIZE);
385
386         hmac_sha256_precomputed_v(out, &hashed_key_xor_ipad, &hashed_key_xor_opad, va);
387         va_end(va);
388 }
389
390 // RFC 5246:
391 // 5.  HMAC and the Pseudorandom Function
392 //...
393 // In this section, we define one PRF, based on HMAC.  This PRF with the
394 // SHA-256 hash function is used for all cipher suites defined in this
395 // document and in TLS documents published prior to this document when
396 // TLS 1.2 is negotiated.
397 //...
398 //    P_hash(secret, seed) = HMAC_hash(secret, A(1) + seed) +
399 //                           HMAC_hash(secret, A(2) + seed) +
400 //                           HMAC_hash(secret, A(3) + seed) + ...
401 // where + indicates concatenation.
402 // A() is defined as:
403 //    A(0) = seed
404 //    A(1) = HMAC_hash(secret, A(0)) = HMAC_hash(secret, seed)
405 //    A(i) = HMAC_hash(secret, A(i-1))
406 // P_hash can be iterated as many times as necessary to produce the
407 // required quantity of data.  For example, if P_SHA256 is being used to
408 // create 80 bytes of data, it will have to be iterated three times
409 // (through A(3)), creating 96 bytes of output data; the last 16 bytes
410 // of the final iteration will then be discarded, leaving 80 bytes of
411 // output data.
412 //
413 // TLS's PRF is created by applying P_hash to the secret as:
414 //
415 //    PRF(secret, label, seed) = P_<hash>(secret, label + seed)
416 //
417 // The label is an ASCII string.
418 static void prf_hmac_sha256(
419                 uint8_t *outbuf, unsigned outbuf_size,
420                 uint8_t *secret, unsigned secret_size,
421                 const char *label,
422                 uint8_t *seed, unsigned seed_size)
423 {
424         uint8_t a[SHA256_OUTSIZE];
425         uint8_t *out_p = outbuf;
426         unsigned label_size = strlen(label);
427
428         /* In P_hash() calculation, "seed" is "label + seed": */
429 #define SEED   label, label_size, seed, seed_size
430 #define SECRET secret, secret_size
431 #define A      a, (int)(sizeof(a))
432
433         /* A(1) = HMAC_hash(secret, seed) */
434         hmac_sha256(a, SECRET, SEED, NULL);
435 //TODO: convert hmac_sha256 to precomputed
436
437         for(;;) {
438                 /* HMAC_hash(secret, A(1) + seed) */
439                 if (outbuf_size <= SHA256_OUTSIZE) {
440                         /* Last, possibly incomplete, block */
441                         /* (use a[] as temp buffer) */
442                         hmac_sha256(a, SECRET, A, SEED, NULL);
443                         memcpy(out_p, a, outbuf_size);
444                         return;
445                 }
446                 /* Not last block. Store directly to result buffer */
447                 hmac_sha256(out_p, SECRET, A, SEED, NULL);
448                 out_p += SHA256_OUTSIZE;
449                 outbuf_size -= SHA256_OUTSIZE;
450                 /* A(2) = HMAC_hash(secret, A(1)) */
451                 hmac_sha256(a, SECRET, A, NULL);
452         }
453 #undef A
454 #undef SECRET
455 #undef SEED
456 }
457
458 static tls_state_t *new_tls_state(void)
459 {
460         tls_state_t *tls = xzalloc(sizeof(*tls));
461         tls->fd = -1;
462         sha256_begin(&tls->handshake_sha256_ctx);
463         return tls;
464 }
465
466 static void tls_error_die(tls_state_t *tls)
467 {
468         dump_tls_record(tls->inbuf, tls->insize + tls->tail);
469         xfunc_die();
470 }
471
472 static void *tls_get_outbuf(tls_state_t *tls, int len)
473 {
474         if (len > MAX_OTBUF)
475                 xfunc_die();
476         if (tls->outbuf_size < len + OUTBUF_PFX + OUTBUF_SFX) {
477                 tls->outbuf_size = len + OUTBUF_PFX + OUTBUF_SFX;
478                 tls->outbuf = xrealloc(tls->outbuf, tls->outbuf_size);
479         }
480         return tls->outbuf + OUTBUF_PFX;
481 }
482
483 // RFC 5246
484 // 6.2.3.1.  Null or Standard Stream Cipher
485 //
486 // Stream ciphers (including BulkCipherAlgorithm.null; see Appendix A.6)
487 // convert TLSCompressed.fragment structures to and from stream
488 // TLSCiphertext.fragment structures.
489 //
490 //    stream-ciphered struct {
491 //        opaque content[TLSCompressed.length];
492 //        opaque MAC[SecurityParameters.mac_length];
493 //    } GenericStreamCipher;
494 //
495 // The MAC is generated as:
496 //    MAC(MAC_write_key, seq_num +
497 //                          TLSCompressed.type +
498 //                          TLSCompressed.version +
499 //                          TLSCompressed.length +
500 //                          TLSCompressed.fragment);
501 // where "+" denotes concatenation.
502 // seq_num
503 //    The sequence number for this record.
504 // MAC
505 //    The MAC algorithm specified by SecurityParameters.mac_algorithm.
506 //
507 // Note that the MAC is computed before encryption.  The stream cipher
508 // encrypts the entire block, including the MAC.
509 //...
510 // Appendix C.  Cipher Suite Definitions
511 //...
512 //                         Key      IV   Block
513 // Cipher        Type    Material  Size  Size
514 // ------------  ------  --------  ----  -----
515 // AES_128_CBC   Block      16      16     16
516 // AES_256_CBC   Block      32      16     16
517 //
518 // MAC       Algorithm    mac_length  mac_key_length
519 // --------  -----------  ----------  --------------
520 // SHA       HMAC-SHA1       20            20
521 // SHA256    HMAC-SHA256     32            32
522 static void xwrite_encrypted(tls_state_t *tls, unsigned size, unsigned type)
523 {
524         uint8_t *buf = tls->outbuf + OUTBUF_PFX;
525         struct record_hdr *xhdr;
526
527         xhdr = (void*)(buf - sizeof(*xhdr));
528         if (CIPHER_ID != TLS_RSA_WITH_NULL_SHA256)
529                 xhdr = (void*)(buf - sizeof(*xhdr) - AES_BLOCKSIZE); /* place for IV */
530
531         xhdr->type = type;
532         xhdr->proto_maj = TLS_MAJ;
533         xhdr->proto_min = TLS_MIN;
534         /* fake unencrypted record header len for MAC calculation */
535         xhdr->len16_hi = size >> 8;
536         xhdr->len16_lo = size & 0xff;
537
538         /* Calculate MAC signature */
539 //TODO: convert hmac_sha256 to precomputed
540         hmac_sha256(buf + size,
541                         tls->client_write_MAC_key, sizeof(tls->client_write_MAC_key),
542                         &tls->write_seq64_be, sizeof(tls->write_seq64_be),
543                         xhdr, sizeof(*xhdr),
544                         buf, size,
545                         NULL);
546         tls->write_seq64_be = SWAP_BE64(1 + SWAP_BE64(tls->write_seq64_be));
547
548         size += SHA256_OUTSIZE;
549
550         if (CIPHER_ID == TLS_RSA_WITH_NULL_SHA256) {
551                 /* No encryption, only signing */
552                 xhdr->len16_hi = size >> 8;
553                 xhdr->len16_lo = size & 0xff;
554                 dump_hex(">> %s\n", xhdr, sizeof(*xhdr) + size);
555                 xwrite(tls->fd, xhdr, sizeof(*xhdr) + size);
556                 dbg("wrote %u bytes (NULL crypt, SHA256 hash)\n", size);
557                 return;
558         }
559
560         // RFC 5246
561         // 6.2.3.2.  CBC Block Cipher
562         // For block ciphers (such as 3DES or AES), the encryption and MAC
563         // functions convert TLSCompressed.fragment structures to and from block
564         // TLSCiphertext.fragment structures.
565         //    struct {
566         //        opaque IV[SecurityParameters.record_iv_length];
567         //        block-ciphered struct {
568         //            opaque content[TLSCompressed.length];
569         //            opaque MAC[SecurityParameters.mac_length];
570         //            uint8 padding[GenericBlockCipher.padding_length];
571         //            uint8 padding_length;
572         //        };
573         //    } GenericBlockCipher;
574         //...
575         // IV
576         //    The Initialization Vector (IV) SHOULD be chosen at random, and
577         //    MUST be unpredictable.  Note that in versions of TLS prior to 1.1,
578         //    there was no IV field (...).  For block ciphers, the IV length is
579         //    of length SecurityParameters.record_iv_length, which is equal to the
580         //    SecurityParameters.block_size.
581         // padding
582         //    Padding that is added to force the length of the plaintext to be
583         //    an integral multiple of the block cipher's block length.
584         // padding_length
585         //    The padding length MUST be such that the total size of the
586         //    GenericBlockCipher structure is a multiple of the cipher's block
587         //    length.  Legal values range from zero to 255, inclusive.
588         //...
589         // Appendix C.  Cipher Suite Definitions
590         //...
591         //                         Key      IV   Block
592         // Cipher        Type    Material  Size  Size
593         // ------------  ------  --------  ----  -----
594         // AES_128_CBC   Block      16      16     16
595         // AES_256_CBC   Block      32      16     16
596     {
597         psCipherContext_t ctx;
598         uint8_t *p;
599         uint8_t padding_length;
600
601         /* Build IV+content+MAC+padding in outbuf */
602         tls_get_random(buf - AES_BLOCKSIZE, AES_BLOCKSIZE); /* IV */
603         dbg("before crypt: 5 hdr + %u data + %u hash bytes\n", size, SHA256_OUTSIZE);
604         // RFC is talking nonsense:
605         //    Padding that is added to force the length of the plaintext to be
606         //    an integral multiple of the block cipher's block length.
607         // WRONG. _padding+padding_length_, not just _padding_,
608         // pads the data.
609         // IOW: padding_length is the last byte of padding[] array,
610         // contrary to what RFC depicts.
611         //
612         // What actually happens is that there is always padding.
613         // If you need one byte to reach BLOCKSIZE, this byte is 0x00.
614         // If you need two bytes, they are both 0x01.
615         // If you need three, they are 0x02,0x02,0x02. And so on.
616         // If you need no bytes to reach BLOCKSIZE, you have to pad a full
617         // BLOCKSIZE with bytes of value (BLOCKSIZE-1).
618         // It's ok to have more than minimum padding, but we do minimum.
619         p = buf + size;
620         padding_length = (~size) & (AES_BLOCKSIZE - 1);
621         do {
622                 *p++ = padding_length;              /* padding */
623                 size++;
624         } while ((size & (AES_BLOCKSIZE - 1)) != 0);
625
626         /* Encrypt content+MAC+padding in place */
627         psAesInit(&ctx, buf - AES_BLOCKSIZE, /* IV */
628                         tls->client_write_key, sizeof(tls->client_write_key)
629         );
630         psAesEncrypt(&ctx,
631                         buf, /* plaintext */
632                         buf, /* ciphertext */
633                         size
634         );
635
636         /* Write out */
637         dbg("writing 5 + %u IV + %u encrypted bytes, padding_length:0x%02x\n",
638                         AES_BLOCKSIZE, size, padding_length);
639         size += AES_BLOCKSIZE;     /* + IV */
640         xhdr->len16_hi = size >> 8;
641         xhdr->len16_lo = size & 0xff;
642         dump_hex(">> %s\n", xhdr, sizeof(*xhdr) + size);
643         xwrite(tls->fd, xhdr, sizeof(*xhdr) + size);
644         dbg("wrote %u bytes\n", (int)sizeof(*xhdr) + size);
645     }
646 }
647
648 static void xwrite_and_update_handshake_hash(tls_state_t *tls, unsigned size)
649 {
650         if (!tls->encrypt_on_write) {
651                 uint8_t *buf = tls->outbuf + OUTBUF_PFX;
652                 struct record_hdr *xhdr = (void*)(buf - sizeof(*xhdr));
653
654                 xhdr->type = RECORD_TYPE_HANDSHAKE;
655                 xhdr->proto_maj = TLS_MAJ;
656                 xhdr->proto_min = TLS_MIN;
657                 xhdr->len16_hi = size >> 8;
658                 xhdr->len16_lo = size & 0xff;
659                 dump_hex(">> %s\n", xhdr, sizeof(*xhdr) + size);
660                 xwrite(tls->fd, xhdr, sizeof(*xhdr) + size);
661                 dbg("wrote %u bytes\n", (int)sizeof(*xhdr) + size);
662                 /* Handshake hash does not include record headers */
663                 sha256_hash_dbg(">> sha256:%s", &tls->handshake_sha256_ctx, buf, size);
664                 return;
665         }
666         xwrite_encrypted(tls, size, RECORD_TYPE_HANDSHAKE);
667 }
668
669 static int xread_tls_block(tls_state_t *tls)
670 {
671         struct record_hdr *xhdr;
672         int sz;
673         int total;
674         int target;
675
676         dbg("insize:%u tail:%u\n", tls->insize, tls->tail);
677         memmove(tls->inbuf, tls->inbuf + tls->insize, tls->tail);
678         errno = 0;
679         total = tls->tail;
680         target = sizeof(tls->inbuf);
681         for (;;) {
682                 if (total >= sizeof(*xhdr) && target == sizeof(tls->inbuf)) {
683                         xhdr = (void*)tls->inbuf;
684                         target = sizeof(*xhdr) + (0x100 * xhdr->len16_hi + xhdr->len16_lo);
685                         if (target >= sizeof(tls->inbuf)) {
686                                 /* malformed input (too long): yell and die */
687                                 tls->tail = 0;
688                                 tls->insize = total;
689                                 tls_error_die(tls);
690                         }
691                         // can also check type/proto_maj/proto_min here
692                 }
693                 /* if total >= target, we have a full packet (and possibly more)... */
694                 if (total - target >= 0)
695                         break;
696                 sz = safe_read(tls->fd, tls->inbuf + total, sizeof(tls->inbuf) - total);
697                 if (sz <= 0)
698                         bb_perror_msg_and_die("short read");
699                 total += sz;
700         }
701         tls->tail = total - target;
702         tls->insize = target;
703         sz = target - sizeof(*xhdr);
704
705         /* Needs to be decrypted? */
706         if (tls->min_encrypted_len_on_read > SHA256_OUTSIZE) {
707                 psCipherContext_t ctx;
708                 uint8_t *p = tls->inbuf + sizeof(*xhdr);
709                 int padding_len;
710
711                 if (sz & (AES_BLOCKSIZE-1)
712                  || sz < tls->min_encrypted_len_on_read
713                 ) {
714                         bb_error_msg_and_die("bad encrypted len:%u", sz);
715                 }
716                 /* Decrypt content+MAC+padding in place */
717                 psAesInit(&ctx, p, /* IV */
718                         tls->server_write_key, sizeof(tls->server_write_key)
719                 );
720                 psAesDecrypt(&ctx,
721                         p + AES_BLOCKSIZE, /* ciphertext */
722                         p + AES_BLOCKSIZE, /* plaintext */
723                         sz
724                 );
725                 padding_len = p[sz - 1];
726                 dbg("encrypted size:%u type:0x%02x padding_length:0x%02x\n", sz, p[AES_BLOCKSIZE], padding_len);
727                 padding_len++;
728                 sz -= AES_BLOCKSIZE + SHA256_OUTSIZE + padding_len;
729                 if (sz < 0) {
730                         bb_error_msg_and_die("bad padding size:%u", padding_len);
731                 }
732                 if (sz != 0) {
733                         /* Skip IV */
734                         memmove(tls->inbuf + 5, tls->inbuf + 5 + AES_BLOCKSIZE, sz);
735                 }
736         } else {
737                 /* if nonzero, then it's TLS_RSA_WITH_NULL_SHA256: drop MAC */
738                 /* else: no encryption yet on input, subtract zero = NOP */
739                 sz -= tls->min_encrypted_len_on_read;
740         }
741
742         /* RFC 5246 is not saying it explicitly, but sha256 hash
743          * in our FINISHED record must include data of incoming packets too!
744          */
745         if (tls->inbuf[0] == RECORD_TYPE_HANDSHAKE) {
746                 sha256_hash_dbg("<< sha256:%s", &tls->handshake_sha256_ctx, tls->inbuf + 5, sz);
747         }
748
749         dbg("got block len:%u\n", sz);
750         return sz;
751 }
752
753 /*
754  * DER parsing routines
755  */
756 static unsigned get_der_len(uint8_t **bodyp, uint8_t *der, uint8_t *end)
757 {
758         unsigned len, len1;
759
760         if (end - der < 2)
761                 xfunc_die();
762 //      if ((der[0] & 0x1f) == 0x1f) /* not single-byte item code? */
763 //              xfunc_die();
764
765         len = der[1]; /* maybe it's short len */
766         if (len >= 0x80) {
767                 /* no, it's long */
768
769                 if (len == 0x80 || end - der < (int)(len - 0x7e)) {
770                         /* 0x80 is "0 bytes of len", invalid DER: must use short len if can */
771                         /* need 3 or 4 bytes for 81, 82 */
772                         xfunc_die();
773                 }
774
775                 len1 = der[2]; /* if (len == 0x81) it's "ii 81 xx", fetch xx */
776                 if (len > 0x82) {
777                         /* >0x82 is "3+ bytes of len", should not happen realistically */
778                         xfunc_die();
779                 }
780                 if (len == 0x82) { /* it's "ii 82 xx yy" */
781                         len1 = 0x100*len1 + der[3];
782                         der += 1; /* skip [yy] */
783                 }
784                 der += 1; /* skip [xx] */
785                 len = len1;
786 //              if (len < 0x80)
787 //                      xfunc_die(); /* invalid DER: must use short len if can */
788         }
789         der += 2; /* skip [code]+[1byte] */
790
791         if (end - der < (int)len)
792                 xfunc_die();
793         *bodyp = der;
794
795         return len;
796 }
797
798 static uint8_t *enter_der_item(uint8_t *der, uint8_t **endp)
799 {
800         uint8_t *new_der;
801         unsigned len = get_der_len(&new_der, der, *endp);
802         dbg_der("entered der @%p:0x%02x len:%u inner_byte @%p:0x%02x\n", der, der[0], len, new_der, new_der[0]);
803         /* Move "end" position to cover only this item */
804         *endp = new_der + len;
805         return new_der;
806 }
807
808 static uint8_t *skip_der_item(uint8_t *der, uint8_t *end)
809 {
810         uint8_t *new_der;
811         unsigned len = get_der_len(&new_der, der, end);
812         /* Skip body */
813         new_der += len;
814         dbg_der("skipped der 0x%02x, next byte 0x%02x\n", der[0], new_der[0]);
815         return new_der;
816 }
817
818 static void der_binary_to_pstm(pstm_int *pstm_n, uint8_t *der, uint8_t *end)
819 {
820         uint8_t *bin_ptr;
821         unsigned len = get_der_len(&bin_ptr, der, end);
822
823         dbg_der("binary bytes:%u, first:0x%02x\n", len, bin_ptr[0]);
824         pstm_init_for_read_unsigned_bin(/*pool:*/ NULL, pstm_n, len);
825         pstm_read_unsigned_bin(pstm_n, bin_ptr, len);
826         //return bin + len;
827 }
828
829 static void find_key_in_der_cert(tls_state_t *tls, uint8_t *der, int len)
830 {
831 /* Certificate is a DER-encoded data structure. Each DER element has a length,
832  * which makes it easy to skip over large compound elements of any complexity
833  * without parsing them. Example: partial decode of kernel.org certificate:
834  *  SEQ 0x05ac/1452 bytes (Certificate): 308205ac
835  *    SEQ 0x0494/1172 bytes (tbsCertificate): 30820494
836  *      [ASN_CONTEXT_SPECIFIC | ASN_CONSTRUCTED | 0] 3 bytes: a003
837  *        INTEGER (version): 0201 02
838  *      INTEGER 0x11 bytes (serialNumber): 0211 00 9f85bf664b0cddafca508679501b2be4
839  *      //^^^^^^note: matrixSSL also allows [ASN_CONTEXT_SPECIFIC | ASN_PRIMITIVE | 2] = 0x82 type
840  *      SEQ 0x0d bytes (signatureAlgo): 300d
841  *        OID 9 bytes: 0609 2a864886f70d01010b (OID_SHA256_RSA_SIG 42.134.72.134.247.13.1.1.11)
842  *        NULL: 0500
843  *      SEQ 0x5f bytes (issuer): 305f
844  *        SET 11 bytes: 310b
845  *          SEQ 9 bytes: 3009
846  *            OID 3 bytes: 0603 550406
847  *            Printable string "FR": 1302 4652
848  *        SET 14 bytes: 310e
849  *          SEQ 12 bytes: 300c
850  *            OID 3 bytes: 0603 550408
851  *            Printable string "Paris": 1305 5061726973
852  *        SET 14 bytes: 310e
853  *          SEQ 12 bytes: 300c
854  *            OID 3 bytes: 0603 550407
855  *            Printable string "Paris": 1305 5061726973
856  *        SET 14 bytes: 310e
857  *          SEQ 12 bytes: 300c
858  *            OID 3 bytes: 0603 55040a
859  *            Printable string "Gandi": 1305 47616e6469
860  *        SET 32 bytes: 3120
861  *          SEQ 30 bytes: 301e
862  *            OID 3 bytes: 0603 550403
863  *            Printable string "Gandi Standard SSL CA 2": 1317 47616e6469205374616e646172642053534c2043412032
864  *      SEQ 30 bytes (validity): 301e
865  *        TIME "161011000000Z": 170d 3136313031313030303030305a
866  *        TIME "191011235959Z": 170d 3139313031313233353935395a
867  *      SEQ 0x5b/91 bytes (subject): 305b //I did not decode this
868  *          3121301f060355040b1318446f6d61696e20436f
869  *          6e74726f6c2056616c6964617465643121301f06
870  *          0355040b1318506f73697469766553534c204d75
871  *          6c74692d446f6d61696e31133011060355040313
872  *          0a6b65726e656c2e6f7267
873  *      SEQ 0x01a2/418 bytes (subjectPublicKeyInfo): 308201a2
874  *        SEQ 13 bytes (algorithm): 300d
875  *          OID 9 bytes: 0609 2a864886f70d010101 (OID_RSA_KEY_ALG 42.134.72.134.247.13.1.1.1)
876  *          NULL: 0500
877  *        BITSTRING 0x018f/399 bytes (publicKey): 0382018f
878  *          ????: 00
879  *          //after the zero byte, it appears key itself uses DER encoding:
880  *          SEQ 0x018a/394 bytes: 3082018a
881  *            INTEGER 0x0181/385 bytes (modulus): 02820181
882  *                  00b1ab2fc727a3bef76780c9349bf3
883  *                  ...24 more blocks of 15 bytes each...
884  *                  90e895291c6bc8693b65
885  *            INTEGER 3 bytes (exponent): 0203 010001
886  *      [ASN_CONTEXT_SPECIFIC | ASN_CONSTRUCTED | 0x3] 0x01e5 bytes (X509v3 extensions): a38201e5
887  *        SEQ 0x01e1 bytes: 308201e1
888  *        ...
889  * Certificate is a sequence of three elements:
890  *      tbsCertificate (SEQ)
891  *      signatureAlgorithm (AlgorithmIdentifier)
892  *      signatureValue (BIT STRING)
893  *
894  * In turn, tbsCertificate is a sequence of:
895  *      version
896  *      serialNumber
897  *      signatureAlgo (AlgorithmIdentifier)
898  *      issuer (Name, has complex structure)
899  *      validity (Validity, SEQ of two Times)
900  *      subject (Name)
901  *      subjectPublicKeyInfo (SEQ)
902  *      ...
903  *
904  * subjectPublicKeyInfo is a sequence of:
905  *      algorithm (AlgorithmIdentifier)
906  *      publicKey (BIT STRING)
907  *
908  * We need Certificate.tbsCertificate.subjectPublicKeyInfo.publicKey
909  */
910         uint8_t *end = der + len;
911
912         /* enter "Certificate" item: [der, end) will be only Cert */
913         der = enter_der_item(der, &end);
914
915         /* enter "tbsCertificate" item: [der, end) will be only tbsCert */
916         der = enter_der_item(der, &end);
917
918         /* skip up to subjectPublicKeyInfo */
919         der = skip_der_item(der, end); /* version */
920         der = skip_der_item(der, end); /* serialNumber */
921         der = skip_der_item(der, end); /* signatureAlgo */
922         der = skip_der_item(der, end); /* issuer */
923         der = skip_der_item(der, end); /* validity */
924         der = skip_der_item(der, end); /* subject */
925
926         /* enter subjectPublicKeyInfo */
927         der = enter_der_item(der, &end);
928         { /* check subjectPublicKeyInfo.algorithm */
929                 static const uint8_t expected[] = {
930                         0x30,0x0d, // SEQ 13 bytes
931                         0x06,0x09, 0x2a,0x86,0x48,0x86,0xf7,0x0d,0x01,0x01,0x01, // OID RSA_KEY_ALG 42.134.72.134.247.13.1.1.1
932                         //0x05,0x00, // NULL
933                 };
934                 if (memcmp(der, expected, sizeof(expected)) != 0)
935                         bb_error_msg_and_die("not RSA key");
936         }
937         /* skip subjectPublicKeyInfo.algorithm */
938         der = skip_der_item(der, end);
939         /* enter subjectPublicKeyInfo.publicKey */
940 //      die_if_not_this_der_type(der, end, 0x03); /* must be BITSTRING */
941         der = enter_der_item(der, &end);
942
943         /* parse RSA key: */
944 //based on getAsnRsaPubKey(), pkcs1ParsePrivBin() is also of note
945         dbg("key bytes:%u, first:0x%02x\n", (int)(end - der), der[0]);
946         if (end - der < 14) xfunc_die();
947         /* example format:
948          * ignore bits: 00
949          * SEQ 0x018a/394 bytes: 3082018a
950          *   INTEGER 0x0181/385 bytes (modulus): 02820181 XX...XXX
951          *   INTEGER 3 bytes (exponent): 0203 010001
952          */
953         if (*der != 0) /* "ignore bits", should be 0 */
954                 xfunc_die();
955         der++;
956         der = enter_der_item(der, &end); /* enter SEQ */
957         /* memset(tls->server_rsa_pub_key, 0, sizeof(tls->server_rsa_pub_key)); - already is */
958         der_binary_to_pstm(&tls->server_rsa_pub_key.N, der, end); /* modulus */
959         der = skip_der_item(der, end);
960         der_binary_to_pstm(&tls->server_rsa_pub_key.e, der, end); /* exponent */
961         tls->server_rsa_pub_key.size = pstm_unsigned_bin_size(&tls->server_rsa_pub_key.N);
962         dbg("server_rsa_pub_key.size:%d\n", tls->server_rsa_pub_key.size);
963 }
964
965 /*
966  * TLS Handshake routines
967  */
968 static int xread_tls_handshake_block(tls_state_t *tls, int min_len)
969 {
970         struct record_hdr *xhdr;
971         int len = xread_tls_block(tls);
972
973         xhdr = (void*)tls->inbuf;
974         if (len < min_len
975          || xhdr->type != RECORD_TYPE_HANDSHAKE
976          || xhdr->proto_maj != TLS_MAJ
977          || xhdr->proto_min != TLS_MIN
978         ) {
979                 tls_error_die(tls);
980         }
981         dbg("got HANDSHAKE\n");
982         return len;
983 }
984
985 static ALWAYS_INLINE void fill_handshake_record_hdr(void *buf, unsigned type, unsigned len)
986 {
987         struct handshake_hdr {
988                 uint8_t type;
989                 uint8_t len24_hi, len24_mid, len24_lo;
990         } *h = buf;
991
992         len -= 4;
993         h->type = type;
994         h->len24_hi  = len >> 16;
995         h->len24_mid = len >> 8;
996         h->len24_lo  = len & 0xff;
997 }
998
999 //TODO: implement RFC 5746 (Renegotiation Indication Extension) - some servers will refuse to work with us otherwise
1000 static void send_client_hello(tls_state_t *tls)
1001 {
1002         struct client_hello {
1003                 uint8_t type;
1004                 uint8_t len24_hi, len24_mid, len24_lo;
1005                 uint8_t proto_maj, proto_min;
1006                 uint8_t rand32[32];
1007                 uint8_t session_id_len;
1008                 /* uint8_t session_id[]; */
1009                 uint8_t cipherid_len16_hi, cipherid_len16_lo;
1010                 uint8_t cipherid[2 * 1]; /* actually variable */
1011                 uint8_t comprtypes_len;
1012                 uint8_t comprtypes[1]; /* actually variable */
1013         };
1014         struct client_hello *record = tls_get_outbuf(tls, sizeof(*record));
1015
1016         fill_handshake_record_hdr(record, HANDSHAKE_CLIENT_HELLO, sizeof(*record));
1017         record->proto_maj = TLS_MAJ;    /* the "requested" version of the protocol, */
1018         record->proto_min = TLS_MIN;    /* can be higher than one in record headers */
1019         tls_get_random(record->rand32, sizeof(record->rand32));
1020 memset(record->rand32, 0x11, sizeof(record->rand32));
1021         memcpy(tls->client_and_server_rand32, record->rand32, sizeof(record->rand32));
1022         record->session_id_len = 0;
1023         record->cipherid_len16_hi = 0;
1024         record->cipherid_len16_lo = 2 * 1;
1025         record->cipherid[0] = CIPHER_ID >> 8;
1026         record->cipherid[1] = CIPHER_ID & 0xff;
1027         record->comprtypes_len = 1;
1028         record->comprtypes[0] = 0;
1029
1030         //dbg (make it repeatable): memset(record.rand32, 0x11, sizeof(record.rand32));
1031         dbg(">> CLIENT_HELLO\n");
1032         xwrite_and_update_handshake_hash(tls, sizeof(*record));
1033 }
1034
1035 static void get_server_hello(tls_state_t *tls)
1036 {
1037         struct server_hello {
1038                 struct record_hdr xhdr;
1039                 uint8_t type;
1040                 uint8_t len24_hi, len24_mid, len24_lo;
1041                 uint8_t proto_maj, proto_min;
1042                 uint8_t rand32[32]; /* first 4 bytes are unix time in BE format */
1043                 uint8_t session_id_len;
1044                 uint8_t session_id[32];
1045                 uint8_t cipherid_hi, cipherid_lo;
1046                 uint8_t comprtype;
1047                 /* extensions may follow, but only those which client offered in its Hello */
1048         };
1049         struct server_hello *hp;
1050         uint8_t *cipherid;
1051
1052         xread_tls_handshake_block(tls, 74);
1053
1054         hp = (void*)tls->inbuf;
1055         // 74 bytes:
1056         // 02  000046 03|03   58|78|cf|c1 50|a5|49|ee|7e|29|48|71|fe|97|fa|e8|2d|19|87|72|90|84|9d|37|a3|f0|cb|6f|5f|e3|3c|2f |20  |d8|1a|78|96|52|d6|91|01|24|b3|d6|5b|b7|d0|6c|b3|e1|78|4e|3c|95|de|74|a0|ba|eb|a7|3a|ff|bd|a2|bf |00|9c |00|
1057         //SvHl len=70 maj.min unixtime^^^ 28randbytes^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^_^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^_^^^ slen sid32bytes^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ cipSel comprSel
1058         if (hp->type != HANDSHAKE_SERVER_HELLO
1059          || hp->len24_hi  != 0
1060          || hp->len24_mid != 0
1061          /* hp->len24_lo checked later */
1062          || hp->proto_maj != TLS_MAJ
1063          || hp->proto_min != TLS_MIN
1064         ) {
1065                 tls_error_die(tls);
1066         }
1067
1068         cipherid = &hp->cipherid_hi;
1069         if (hp->session_id_len != 32) {
1070                 if (hp->session_id_len != 0)
1071                         tls_error_die(tls);
1072
1073                 // session_id_len == 0: no session id
1074                 // "The server
1075                 // may return an empty session_id to indicate that the session will
1076                 // not be cached and therefore cannot be resumed."
1077                 cipherid -= 32;
1078                 hp->len24_lo += 32; /* what len would be if session id would be present */
1079         }
1080
1081         if (hp->len24_lo < 70
1082          || cipherid[0]  != (CIPHER_ID >> 8)
1083          || cipherid[1]  != (CIPHER_ID & 0xff)
1084          || cipherid[2]  != 0 /* comprtype */
1085         ) {
1086                 tls_error_die(tls);
1087         }
1088
1089         dbg("<< SERVER_HELLO\n");
1090         memcpy(tls->client_and_server_rand32 + 32, hp->rand32, sizeof(hp->rand32));
1091 }
1092
1093 static void get_server_cert(tls_state_t *tls)
1094 {
1095         struct record_hdr *xhdr;
1096         uint8_t *certbuf;
1097         int len, len1;
1098
1099         len = xread_tls_handshake_block(tls, 10);
1100
1101         xhdr = (void*)tls->inbuf;
1102         certbuf = (void*)(xhdr + 1);
1103         if (certbuf[0] != HANDSHAKE_CERTIFICATE)
1104                 tls_error_die(tls);
1105         dbg("<< CERTIFICATE\n");
1106         // 4392 bytes:
1107         // 0b  00|11|24 00|11|21 00|05|b0 30|82|05|ac|30|82|04|94|a0|03|02|01|02|02|11|00|9f|85|bf|66|4b|0c|dd|af|ca|50|86|79|50|1b|2b|e4|30|0d...
1108         //Cert len=4388 ChainLen CertLen^ DER encoded X509 starts here. openssl x509 -in FILE -inform DER -noout -text
1109         len1 = get24be(certbuf + 1);
1110         if (len1 > len - 4) tls_error_die(tls);
1111         len = len1;
1112         len1 = get24be(certbuf + 4);
1113         if (len1 > len - 3) tls_error_die(tls);
1114         len = len1;
1115         len1 = get24be(certbuf + 7);
1116         if (len1 > len - 3) tls_error_die(tls);
1117         len = len1;
1118
1119         if (len)
1120                 find_key_in_der_cert(tls, certbuf + 10, len);
1121 }
1122
1123 static void send_client_key_exchange(tls_state_t *tls)
1124 {
1125         struct client_key_exchange {
1126                 uint8_t type;
1127                 uint8_t len24_hi, len24_mid, len24_lo;
1128                 /* keylen16 exists for RSA (in TLS, not in SSL), but not for some other key types */
1129                 uint8_t keylen16_hi, keylen16_lo;
1130                 uint8_t key[4 * 1024]; // size??
1131         };
1132 //FIXME: better size estimate
1133         struct client_key_exchange *record = tls_get_outbuf(tls, sizeof(*record));
1134         uint8_t rsa_premaster[SSL_HS_RSA_PREMASTER_SIZE];
1135         int len;
1136
1137         tls_get_random(rsa_premaster, sizeof(rsa_premaster));
1138 memset(rsa_premaster, 0x44, sizeof(rsa_premaster));
1139         // RFC 5246
1140         // "Note: The version number in the PreMasterSecret is the version
1141         // offered by the client in the ClientHello.client_version, not the
1142         // version negotiated for the connection."
1143         rsa_premaster[0] = TLS_MAJ;
1144         rsa_premaster[1] = TLS_MIN;
1145         len = psRsaEncryptPub(/*pool:*/ NULL,
1146                 /* psRsaKey_t* */ &tls->server_rsa_pub_key,
1147                 rsa_premaster, /*inlen:*/ sizeof(rsa_premaster),
1148                 record->key, sizeof(record->key),
1149                 data_param_ignored
1150         );
1151         record->keylen16_hi = len >> 8;
1152         record->keylen16_lo = len & 0xff;
1153         len += 2;
1154         record->type = HANDSHAKE_CLIENT_KEY_EXCHANGE;
1155         record->len24_hi  = 0;
1156         record->len24_mid = len >> 8;
1157         record->len24_lo  = len & 0xff;
1158         len += 4;
1159
1160         dbg(">> CLIENT_KEY_EXCHANGE\n");
1161         xwrite_and_update_handshake_hash(tls, len);
1162
1163         // RFC 5246
1164         // For all key exchange methods, the same algorithm is used to convert
1165         // the pre_master_secret into the master_secret.  The pre_master_secret
1166         // should be deleted from memory once the master_secret has been
1167         // computed.
1168         //      master_secret = PRF(pre_master_secret, "master secret",
1169         //                          ClientHello.random + ServerHello.random)
1170         //                          [0..47];
1171         // The master secret is always exactly 48 bytes in length.  The length
1172         // of the premaster secret will vary depending on key exchange method.
1173         prf_hmac_sha256(
1174                 tls->master_secret, sizeof(tls->master_secret),
1175                 rsa_premaster, sizeof(rsa_premaster),
1176                 "master secret",
1177                 tls->client_and_server_rand32, sizeof(tls->client_and_server_rand32)
1178         );
1179         dump_hex("master secret:%s\n", tls->master_secret, sizeof(tls->master_secret));
1180
1181         // RFC 5246
1182         // 6.3.  Key Calculation
1183         //
1184         // The Record Protocol requires an algorithm to generate keys required
1185         // by the current connection state (see Appendix A.6) from the security
1186         // parameters provided by the handshake protocol.
1187         //
1188         // The master secret is expanded into a sequence of secure bytes, which
1189         // is then split to a client write MAC key, a server write MAC key, a
1190         // client write encryption key, and a server write encryption key.  Each
1191         // of these is generated from the byte sequence in that order.  Unused
1192         // values are empty.  Some AEAD ciphers may additionally require a
1193         // client write IV and a server write IV (see Section 6.2.3.3).
1194         //
1195         // When keys and MAC keys are generated, the master secret is used as an
1196         // entropy source.
1197         //
1198         // To generate the key material, compute
1199         //
1200         //    key_block = PRF(SecurityParameters.master_secret,
1201         //                    "key expansion",
1202         //                    SecurityParameters.server_random +
1203         //                    SecurityParameters.client_random);
1204         //
1205         // until enough output has been generated.  Then, the key_block is
1206         // partitioned as follows:
1207         //
1208         //    client_write_MAC_key[SecurityParameters.mac_key_length]
1209         //    server_write_MAC_key[SecurityParameters.mac_key_length]
1210         //    client_write_key[SecurityParameters.enc_key_length]
1211         //    server_write_key[SecurityParameters.enc_key_length]
1212         //    client_write_IV[SecurityParameters.fixed_iv_length]
1213         //    server_write_IV[SecurityParameters.fixed_iv_length]
1214         {
1215                 uint8_t tmp64[64];
1216
1217                 /* make "server_rand32 + client_rand32" */
1218                 memcpy(&tmp64[0] , &tls->client_and_server_rand32[32], 32);
1219                 memcpy(&tmp64[32], &tls->client_and_server_rand32[0] , 32);
1220
1221                 prf_hmac_sha256(
1222                         tls->client_write_MAC_key, 2 * (SHA256_OUTSIZE + AES256_KEYSIZE),
1223                         // also fills:
1224                         // server_write_MAC_key[SHA256_OUTSIZE]
1225                         // client_write_key[AES256_KEYSIZE]
1226                         // server_write_key[AES256_KEYSIZE]
1227                         tls->master_secret, sizeof(tls->master_secret),
1228                         "key expansion",
1229                         tmp64, 64
1230                 );
1231                 dump_hex("client_write_MAC_key:%s\n",
1232                         tls->client_write_MAC_key, sizeof(tls->client_write_MAC_key)
1233                 );
1234                 dump_hex("client_write_key:%s\n",
1235                         tls->client_write_key, sizeof(tls->client_write_key)
1236                 );
1237         }
1238 }
1239
1240 static const uint8_t rec_CHANGE_CIPHER_SPEC[] = {
1241         RECORD_TYPE_CHANGE_CIPHER_SPEC, TLS_MAJ, TLS_MIN, 00, 01,
1242         01
1243 };
1244
1245 static void send_change_cipher_spec(tls_state_t *tls)
1246 {
1247         dbg(">> CHANGE_CIPHER_SPEC\n");
1248         xwrite(tls->fd, rec_CHANGE_CIPHER_SPEC, sizeof(rec_CHANGE_CIPHER_SPEC));
1249 }
1250
1251 // 7.4.9.  Finished
1252 // A Finished message is always sent immediately after a change
1253 // cipher spec message to verify that the key exchange and
1254 // authentication processes were successful.  It is essential that a
1255 // change cipher spec message be received between the other handshake
1256 // messages and the Finished message.
1257 //...
1258 // The Finished message is the first one protected with the just
1259 // negotiated algorithms, keys, and secrets.  Recipients of Finished
1260 // messages MUST verify that the contents are correct.  Once a side
1261 // has sent its Finished message and received and validated the
1262 // Finished message from its peer, it may begin to send and receive
1263 // application data over the connection.
1264 //...
1265 // struct {
1266 //     opaque verify_data[verify_data_length];
1267 // } Finished;
1268 //
1269 // verify_data
1270 //    PRF(master_secret, finished_label, Hash(handshake_messages))
1271 //       [0..verify_data_length-1];
1272 //
1273 // finished_label
1274 //    For Finished messages sent by the client, the string
1275 //    "client finished".  For Finished messages sent by the server,
1276 //    the string "server finished".
1277 //
1278 // Hash denotes a Hash of the handshake messages.  For the PRF
1279 // defined in Section 5, the Hash MUST be the Hash used as the basis
1280 // for the PRF.  Any cipher suite which defines a different PRF MUST
1281 // also define the Hash to use in the Finished computation.
1282 //
1283 // In previous versions of TLS, the verify_data was always 12 octets
1284 // long.  In the current version of TLS, it depends on the cipher
1285 // suite.  Any cipher suite which does not explicitly specify
1286 // verify_data_length has a verify_data_length equal to 12.  This
1287 // includes all existing cipher suites.
1288 static void send_client_finished(tls_state_t *tls)
1289 {
1290         struct finished {
1291                 uint8_t type;
1292                 uint8_t len24_hi, len24_mid, len24_lo;
1293                 uint8_t prf_result[12];
1294         };
1295         struct finished *record = tls_get_outbuf(tls, sizeof(*record));
1296         uint8_t handshake_hash[SHA256_OUTSIZE];
1297
1298         fill_handshake_record_hdr(record, HANDSHAKE_FINISHED, sizeof(*record));
1299
1300         sha256_peek(&tls->handshake_sha256_ctx, handshake_hash);
1301         prf_hmac_sha256(record->prf_result, sizeof(record->prf_result),
1302                         tls->master_secret, sizeof(tls->master_secret),
1303                         "client finished",
1304                         handshake_hash, sizeof(handshake_hash)
1305         );
1306         dump_hex("from secret: %s\n", tls->master_secret, sizeof(tls->master_secret));
1307         dump_hex("from labelSeed: %s", "client finished", sizeof("client finished")-1);
1308         dump_hex("%s\n", handshake_hash, sizeof(handshake_hash));
1309         dump_hex("=> digest: %s\n", record->prf_result, sizeof(record->prf_result));
1310
1311         dbg(">> FINISHED\n");
1312         xwrite_encrypted(tls, sizeof(*record), RECORD_TYPE_HANDSHAKE);
1313 }
1314
1315 static void tls_handshake(tls_state_t *tls)
1316 {
1317         // Client              RFC 5246                Server
1318         // (*) - optional messages, not always sent
1319         //
1320         // ClientHello          ------->
1321         //                                        ServerHello
1322         //                                       Certificate*
1323         //                                 ServerKeyExchange*
1324         //                                CertificateRequest*
1325         //                      <-------      ServerHelloDone
1326         // Certificate*
1327         // ClientKeyExchange
1328         // CertificateVerify*
1329         // [ChangeCipherSpec]
1330         // Finished             ------->
1331         //                                 [ChangeCipherSpec]
1332         //                      <-------             Finished
1333         // Application Data     <------>     Application Data
1334         int len;
1335
1336         send_client_hello(tls);
1337         get_server_hello(tls);
1338
1339         //RFC 5246
1340         // The server MUST send a Certificate message whenever the agreed-
1341         // upon key exchange method uses certificates for authentication
1342         // (this includes all key exchange methods defined in this document
1343         // except DH_anon).  This message will always immediately follow the
1344         // ServerHello message.
1345         //
1346         // IOW: in practice, Certificate *always* follows.
1347         // (for example, kernel.org does not even accept DH_anon cipher id)
1348         get_server_cert(tls);
1349
1350         len = xread_tls_handshake_block(tls, 4);
1351         if (tls->inbuf[5] == HANDSHAKE_SERVER_KEY_EXCHANGE) {
1352                 // 459 bytes:
1353                 // 0c   00|01|c7 03|00|17|41|04|87|94|2e|2f|68|d0|c9|f4|97|a8|2d|ef|ed|67|ea|c6|f3|b3|56|47|5d|27|b6|bd|ee|70|25|30|5e|b0|8e|f6|21|5a...
1354                 //SvKey len=455^
1355                 // with TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA: 461 bytes:
1356                 // 0c   00|01|c9 03|00|17|41|04|cd|9b|b4|29|1f|f6|b0|c2|84|82|7f|29|6a|47|4e|ec|87|0b|c1|9c|69|e1|f8|c6|d0|53|e9|27|90|a5|c8|02|15|75...
1357                 dbg("<< SERVER_KEY_EXCHANGE len:%u\n", len);
1358 //probably need to save it
1359                 xread_tls_handshake_block(tls, 4);
1360         }
1361
1362 //      if (tls->inbuf[5] == HANDSHAKE_CERTIFICATE_REQUEST) {
1363 //              dbg("<< CERTIFICATE_REQUEST\n");
1364 //RFC 5246: (in response to this,) "If no suitable certificate is available,
1365 // the client MUST send a certificate message containing no
1366 // certificates.  That is, the certificate_list structure has a
1367 // length of zero. ...
1368 // Client certificates are sent using the Certificate structure
1369 // defined in Section 7.4.2."
1370 // (i.e. the same format as server certs)
1371 //              xread_tls_handshake_block(tls, 4);
1372 //      }
1373
1374         if (tls->inbuf[5] != HANDSHAKE_SERVER_HELLO_DONE)
1375                 tls_error_die(tls);
1376         // 0e 000000 (len:0)
1377         dbg("<< SERVER_HELLO_DONE\n");
1378
1379         send_client_key_exchange(tls);
1380
1381         send_change_cipher_spec(tls);
1382         /* from now on we should send encrypted */
1383         /* tls->write_seq64_be = 0; - already is */
1384         tls->encrypt_on_write = 1;
1385
1386         send_client_finished(tls);
1387
1388         /* Get CHANGE_CIPHER_SPEC */
1389         len = xread_tls_block(tls);
1390         if (len != 1 || memcmp(tls->inbuf, rec_CHANGE_CIPHER_SPEC, 6) != 0)
1391                 tls_error_die(tls);
1392         dbg("<< CHANGE_CIPHER_SPEC\n");
1393         if (CIPHER_ID == TLS_RSA_WITH_NULL_SHA256)
1394                 tls->min_encrypted_len_on_read = SHA256_OUTSIZE;
1395         else
1396                 /* all incoming packets now should be encrypted and have IV + MAC + padding */
1397                 tls->min_encrypted_len_on_read = AES_BLOCKSIZE + SHA256_OUTSIZE + AES_BLOCKSIZE;
1398
1399         /* Get (encrypted) FINISHED from the server */
1400         len = xread_tls_block(tls);
1401         if (len < 4 || tls->inbuf[5] != HANDSHAKE_FINISHED)
1402                 tls_error_die(tls);
1403         dbg("<< FINISHED\n");
1404         /* application data can be sent/received */
1405 }
1406
1407 static void tls_xwrite(tls_state_t *tls, int len)
1408 {
1409         dbg(">> DATA\n");
1410         xwrite_encrypted(tls, len, RECORD_TYPE_APPLICATION_DATA);
1411 }
1412
1413 // To run a test server using openssl:
1414 // openssl req -x509 -newkey rsa:$((4096/4*3)) -keyout key.pem -out server.pem -nodes -days 99999 -subj '/CN=localhost'
1415 // openssl s_server -key key.pem -cert server.pem -debug -tls1_2 -no_tls1 -no_tls1_1
1416 //
1417 // Unencryped SHA256 example:
1418 // openssl req -x509 -newkey rsa:$((4096/4*3)) -keyout key.pem -out server.pem -nodes -days 99999 -subj '/CN=localhost'
1419 // openssl s_server -key key.pem -cert server.pem -debug -tls1_2 -no_tls1 -no_tls1_1 -cipher NULL
1420 // openssl s_client -connect 127.0.0.1:4433 -debug -tls1_2 -no_tls1 -no_tls1_1 -cipher NULL-SHA256
1421
1422 int tls_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
1423 int tls_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
1424 {
1425         tls_state_t *tls;
1426         fd_set readfds, testfds;
1427         int cfd;
1428
1429         // INIT_G();
1430         // getopt32(argv, "myopts")
1431
1432         if (!argv[1])
1433                 bb_show_usage();
1434
1435         cfd = create_and_connect_stream_or_die(argv[1], 443);
1436
1437         tls = new_tls_state();
1438         tls->fd = cfd;
1439         tls_handshake(tls);
1440
1441         /* Select loop copying stdin to cfd, and cfd to stdout */
1442         FD_ZERO(&readfds);
1443         FD_SET(cfd, &readfds);
1444         FD_SET(STDIN_FILENO, &readfds);
1445
1446 #define iobuf bb_common_bufsiz1
1447         setup_common_bufsiz();
1448         for (;;) {
1449                 int nread;
1450
1451                 testfds = readfds;
1452
1453                 if (select(cfd + 1, &testfds, NULL, NULL, NULL) < 0)
1454                         bb_perror_msg_and_die("select");
1455
1456                 if (FD_ISSET(STDIN_FILENO, &testfds)) {
1457                         void *buf = tls_get_outbuf(tls, COMMON_BUFSIZE);
1458                         nread = safe_read(STDIN_FILENO, buf, COMMON_BUFSIZE);
1459                         if (nread < 1) {
1460 //&& errno != EAGAIN
1461                                 /* Close outgoing half-connection so they get EOF,
1462                                  * but leave incoming alone so we can see response */
1463 //                              shutdown(cfd, SHUT_WR);
1464                                 FD_CLR(STDIN_FILENO, &readfds);
1465                         }
1466                         tls_xwrite(tls, nread);
1467                 }
1468                 if (FD_ISSET(cfd, &testfds)) {
1469                         nread = xread_tls_block(tls);
1470                         if (nread < 1)
1471 //if eof, just close stdout, but not exit!
1472                                 return EXIT_SUCCESS;
1473                         xwrite(STDOUT_FILENO, tls->inbuf + 5, nread);
1474                 }
1475         }
1476
1477         return EXIT_SUCCESS;
1478 }
1479 /* Unencryped SHA256 example:
1480  * s_client says:
1481
1482 write to 0x1d750b0 [0x1e6f153] (99 bytes => 99 (0x63))
1483 0000 - 16 03 01 005e  01 00005a   0303 [4d ef 5c 82 3e   ....^...Z..M.\.> >> ClHello
1484 0010 - bf a6 ee f1 1e 04 d1 5c-99 20 86 13 e9 0a cf 58   .......\. .....X
1485 0020 - 75 b1 bd 7a e6 d6 44 f3-d3 a1 52] 00 0004 003b    u..z..D...R....; 003b = TLS_RSA_WITH_NULL_SHA256
1486 0030 - 00ff                                                                       TLS_EMPTY_RENEGOTIATION_INFO_SCSV
1487              0100                                                             compr=none
1488                    002d, 0023  0000, 000d  0020 [00 1e   .....-.#..... .. extlen, SessionTicketTLS 0 bytes, SignatureAlgorithms 32 bytes
1489 0040 - 06 01 06 02 06 03 05 01-05 02 05 03 04 01 04 02   ................
1490 0050 - 04 03 03 01 03 02 03 03-02 01 02 02 02 03] 000f   ................ Heart Beat 1 byte
1491 0060 - 0001  01                                          ...
1492
1493 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac03] (5 bytes => 5 (0x5))
1494 0000 - 16 03 03 00 3a                                    ....:
1495 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac08] (58 bytes => 58 (0x3A))
1496 0000 - 02 000036   0303  [f2 61-ae c8 58 e3 51 42 32 93   ...6...a..X.QB2. << SvHello
1497 0010 - c5 62 e4 f5 06 93 81 65-aa f7 df 74 af 7c 98 b4   .b.....e...t.|..
1498 0020 - 3e a7 35 c3 25 69] 00,003b,00..................   >.5.%i..;....... - no session id! "The server
1499                                                                         may return an empty session_id to indicate that the session will
1500                                                                         not be cached and therefore cannot be resumed."
1501                                                                         003b = TLS_RSA_WITH_NULL_SHA256 accepted, 00 - no compr
1502                                      000e  ff01  0001                 extlen, 0xff01=RenegotiationInfo 1 byte
1503 0030 - 00, 0023 0000,                                                SessionTicketTLS 0 bytes
1504                        000f 0001 01                     ..#.......       Heart Beat 1 byte
1505
1506 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac03] (5 bytes => 5 (0x5))
1507 0000 - 16 03 03 04 0b                                    .....
1508 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac08] (1035 bytes => 1035 (0x40B))
1509 0000 - 0b 00 04 07 00 04 04 00-04 01 30 82 03 fd 30 82   ..........0...0. << Cert
1510 0010 - 02 65 a0 03 02 01 02 02-09 00 d9 d9 8d b8 94 ad   .e..............
1511 0020 - 2e 2b 30 0d 06 09 2a 86-48 86 f7 0d 01 01 0b 05   .+0...*.H.......
1512 0030 - 00 30 14 31 12 30 10 06-03 55 04 03 0c 09 6c 6f   .0.1.0...U....lo
1513 0040 - 63 61 6c 68 6f 73 74 30-20 17 0d 31 37 30 31 31   calhost0 ..17011
1514 ...".......".......".......".......".......".......".......".......".....
1515 03f0 - 11 8a cd c5 a3 0a 22 43-d5 13 f9 a5 8a 06 f9 00   ......"C........
1516 0400 - 3c f7 86 4e e8 a5 d8 5b-92 37 f5                  <..N...[.7.
1517 depth=0 CN = localhost
1518 verify error:num=18:self signed certificate
1519 verify return:1
1520 depth=0 CN = localhost
1521 verify return:1
1522
1523 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac03] (5 bytes => 5 (0x5))
1524 0000 - 16 03 03 00 04                                    .....
1525
1526 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac08] (4 bytes => 4 (0x4))                      << SvDone
1527 0000 - 0e                                                .
1528 0004 - <SPACES/NULS>
1529
1530 write to 0x1d750b0 [0x1e74620] (395 bytes => 395 (0x18B))                 >> ClDone
1531 0000 - 16 03 03 01 86 10 00 01-82 01 80 88 f0 87 5d b0   ..............].
1532 0010 - ea df 3b 4d e2 35 f3 99-e6 d4 29 87 36 86 ea 30   ..;M.5....).6..0
1533 0020 - 38 80 c7 37 66 7f 5b e7-23 38 7e 87 24 66 82 81   8..7f.[.#8~.$f..
1534 0030 - e4 ba 6c 2a 0c 92 a8 b9-39 c1 55 16 32 88 14 cd   ..l*....9.U.2...
1535 0040 - 95 8c 82 49 a1 c7 f9 9b-e5 8f f6 5e 7e ee 91 b3   ...I.......^~...
1536 0050 - 2c 92 e7 a3 02 f8 9f 56-04 45 39 df a7 d6 1a 16   ,......V.E9.....
1537 0060 - 67 5c a4 f8 87 8a c4 c8-6c 6f c6 f0 9b c9 b4 87   g\......lo......
1538 0070 - 36 43 c1 67 9f b3 aa 11-34 b0 c2 fc 1f d9 e1 ff   6C.g....4.......
1539 0080 - fb e1 89 db 91 58 ec cc-aa 16 19 9a 91 74 e2 46   .....X.......t.F
1540 0090 - 22 a7 a7 f7 9e 3c 97 82-2c e4 21 b3 fa ef ba 3f   "....<..,.!....?
1541 00a0 - 57 48 e4 b2 84 b7 c2 81-92 a9 f1 03 68 f4 e6 0c   WH..........h...
1542 00b0 - fd 54 87 f5 e9 a0 5d e6-5f 0e bd 80 86 27 ab 0e   .T....]._....'..
1543 00c0 - cf 92 4f bd fc 24 b9 54-72 5f 58 df 6b 2b 1d 97   ..O..$.Tr_X.k+..
1544 00d0 - 00 60 fe 95 b0 aa d6 c7-c1 3a f9 2e 7c 92 a9 6d   .`.......:..|..m
1545 00e0 - 28 a3 ef 3e c1 e6 2d 2d-e8 db 81 ea 51 02 3f 64   (..>..--....Q.?d
1546 00f0 - a8 66 14 c1 4b 17 1f 55-c6 5b 3b 38 c3 6a 61 a8   .f..K..U.[;8.ja.
1547 0100 - f7 ad 65 7d cb 14 6d b3-0f 76 19 25 8e ed bd 53   ..e}..m..v.%...S
1548 0110 - 35 a9 a1 34 00 9d 07 81-84 51 35 e0 83 83 e3 a6   5..4.....Q5.....
1549 0120 - c7 77 4c 61 e4 78 9c cb-f5 92 4e d6 dd c4 c2 2b   .wLa.x....N....+
1550 0130 - 75 9e 72 a6 7f 81 6a 1c-fc 4a 51 91 81 b4 cc 33   u.r...j..JQ....3
1551 0140 - 1c 8b 0a b6 94 8b 16 1b-86 2f 31 5e 31 e1 57 14   ........./1^1.W.
1552 0150 - 2e b5 09 5d cf 6f ea b2-94 e9 5c cc b9 fc 24 a0   ...].o....\...$.
1553 0160 - b7 f1 f4 9d 95 46 4f 08-5c 45 c6 2f 9f 7d 76 09   .....FO.\E./.}v.
1554 0170 - 6a af 50 2c 89 76 82 5f-e8 34 d8 4b 84 b6 34 18   j.P,.v._.4.K..4.
1555 0180 - 85 95 4a 3f 0f 28 88 3a-71 32 90                  ..J?.(.:q2.
1556
1557 write to 0x1d750b0 [0x1e74620] (6 bytes => 6 (0x6))
1558 0000 - 14 03 03 00 01 01                                 ......           >> CHANGE_CIPHER_SPEC
1559
1560 write to 0x1d750b0 [0x1e74620] (53 bytes => 53 (0x35))
1561 0000 - 16 03 03 0030  14 00000c  [ed b9 e1 33 36 0b 76   ....0.......36.v >> FINISHED (0x14) [PRF 12 bytes|SHA256_OUTSIZE 32 bytes]
1562 0010 - c0 d1 d4 0b a3|73 ec a8-fa b5 cb 12 b6 4c 2a b1   .....s.......L*.
1563 0020 - fb 42 7f 73 0d 06 1c 87-56 f0 db df e6 6a 25 aa   .B.s....V....j%.
1564 0030 - fc 42 38 cb 0b]                                    .B8..
1565
1566 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac03] (5 bytes => 5 (0x5))
1567 0000 - 16 03 03 00 aa                                    .....
1568 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac08] (170 bytes => 170 (0xAA))
1569 0000 - 04 00 00 a6 00 00 1c 20-00 a0 dd f4 52 01 54 8d   ....... ....R.T. << NEW_SESSION_TICKET
1570 0010 - f8 a6 f9 2d 7d 19 20 5b-14 44 d3 2d 7b f2 ca e8   ...-}. [.D.-{...
1571 0020 - 01 4e 94 7b fe 12 59 3a-00 2e 7e cf 74 43 7a f7   .N.{..Y:..~.tCz.
1572 0030 - 9e cc 70 80 70 7c e3 a5-c6 9d 85 2c 36 19 4c 5c   ..p.p|.....,6.L\
1573 0040 - ba 3b c3 e5 69 dc f3 a4-47 38 11 c9 7d 1a b0 6e   .;..i...G8..}..n
1574 0050 - d8 49 a0 a8 e4 de 70 a8-d0 6b e4 7a b7 65 25 df   .I....p..k.z.e%.
1575 0060 - 1b 5f 64 0f 89 69 02 72-fe eb d3 7a af 51 78 0e   ._d..i.r...z.Qx.
1576 0070 - de 17 06 a5 f0 47 9d e0-04 d4 b1 1e be 7e ed bd   .....G.......~..
1577 0080 - 27 8f 5d e8 ac f6 45 aa-e0 12 93 41 5f a8 4b b9   '.]...E....A_.K.
1578 0090 - bd 43 8f a1 23 51 af 92-77 8f 38 23 3e 2e c2 f0   .C..#Q..w.8#>...
1579 00a0 - a3 74 fa 83 94 ce 19 8a-5b 5b                     .t......[[
1580
1581 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac03] (5 bytes => 5 (0x5))
1582 0000 - 14 03 03 00 01                                    .....            << CHANGE_CIPHER_SPEC
1583 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac08] (1 bytes => 1 (0x1))
1584 0000 - 01                                                .
1585
1586 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac03] (5 bytes => 5 (0x5))
1587 0000 - 16 03 03 00 30                                    ....0
1588 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac08] (48 bytes => 48 (0x30))
1589 0000 - 14 00000c  [06 86 0d 5c-92 0b 63 04 cc b4 f0 00   .......\..c..... << FINISHED (0x14) [PRF 12 bytes|SHA256_OUTSIZE 32 bytes]
1590 0010 -|49 d6 dd 56 73 e3 d2 e8-22 d6 bd 61 b2 b3 af f0   I..Vs..."..a....
1591 0020 - f5 00 8a 80 82 04 33 a7-50 8e ae 3b 4c 8c cf 4a]  ......3.P..;L..J
1592 ---
1593 Certificate chain
1594  0 s:/CN=localhost
1595    i:/CN=localhost
1596 ---
1597 Server certificate
1598 -----BEGIN CERTIFICATE-----
1599 ...".......".......".......".......".......".......".......".......".....
1600 -----END CERTIFICATE-----
1601 subject=/CN=localhost
1602 issuer=/CN=localhost
1603 ---
1604 No client certificate CA names sent
1605 ---
1606 SSL handshake has read 1346 bytes and written 553 bytes
1607 ---
1608 New, TLSv1/SSLv3, Cipher is NULL-SHA256
1609 Server public key is 3072 bit
1610 Secure Renegotiation IS supported
1611 Compression: NONE
1612 Expansion: NONE
1613 No ALPN negotiated
1614 SSL-Session:
1615     Protocol  : TLSv1.2
1616     Cipher    : NULL-SHA256
1617     Session-ID: 5D62B36950F3DEB571707CD1B815E9E275041B9DB70D7F3E25C4A6535B13B616
1618     Session-ID-ctx:
1619     Master-Key: 4D08108C59417E0A41656636C51BA5B83F4EFFF9F4C860987B47B31250E5D1816D00940DBCCC196C2D99C8462C889DF1
1620     Key-Arg   : None
1621     Krb5 Principal: None
1622     PSK identity: None
1623     PSK identity hint: None
1624     TLS session ticket lifetime hint: 7200 (seconds)
1625     TLS session ticket:
1626     0000 - dd f4 52 01 54 8d f8 a6-f9 2d 7d 19 20 5b 14 44   ..R.T....-}. [.D
1627     0010 - d3 2d 7b f2 ca e8 01 4e-94 7b fe 12 59 3a 00 2e   .-{....N.{..Y:..
1628     0020 - 7e cf 74 43 7a f7 9e cc-70 80 70 7c e3 a5 c6 9d   ~.tCz...p.p|....
1629     0030 - 85 2c 36 19 4c 5c ba 3b-c3 e5 69 dc f3 a4 47 38   .,6.L\.;..i...G8
1630     0040 - 11 c9 7d 1a b0 6e d8 49-a0 a8 e4 de 70 a8 d0 6b   ..}..n.I....p..k
1631     0050 - e4 7a b7 65 25 df 1b 5f-64 0f 89 69 02 72 fe eb   .z.e%.._d..i.r..
1632     0060 - d3 7a af 51 78 0e de 17-06 a5 f0 47 9d e0 04 d4   .z.Qx......G....
1633     0070 - b1 1e be 7e ed bd 27 8f-5d e8 ac f6 45 aa e0 12   ...~..'.]...E...
1634     0080 - 93 41 5f a8 4b b9 bd 43-8f a1 23 51 af 92 77 8f   .A_.K..C..#Q..w.
1635     0090 - 38 23 3e 2e c2 f0 a3 74-fa 83 94 ce 19 8a 5b 5b   8#>....t......[[
1636
1637     Start Time: 1484574330
1638     Timeout   : 7200 (sec)
1639     Verify return code: 18 (self signed certificate)
1640 ---
1641 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac03] (5 bytes => 5 (0x5))
1642 0000 - 17 03 03 00 21                                    ....!
1643 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac08] (33 bytes => 33 (0x21))
1644 0000 - 0a 74 5b 50 02 13 75 a4-27 0a 40 b1 53 74 52 14   .t[P..u.'.@.StR.
1645 0010 - e7 1e 6a 6c c1 60 2e 93-7e a5 d9 43 1d 8e f6 08   ..jl.`..~..C....
1646 0020 - 69                                                i
1647
1648 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac03] (5 bytes => 5 (0x5))
1649 0000 - 17 03 03 00 21                                    ....!
1650 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac08] (33 bytes => 33 (0x21))
1651 0000 - 0a 1b ce 44 98 4f 81 c5-28 7a cc 79 62 db d2 86   ...D.O..(z.yb...
1652 0010 - 6a 55 a4 c7 73 49 ef 3e-bd 03 99 76 df 65 2a a1   jU..sI.>...v.e*.
1653 0020 - b6                                                .
1654
1655 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac03] (5 bytes => 5 (0x5))
1656 0000 - 17 03 03 00 21                                    ....!
1657 read from 0x1d750b0 [0x1e6ac08] (33 bytes => 33 (0x21))
1658 0000 - 0a 67 66 34 ba 68 36 3c-ad 0a c1 f5 c0 5a 50 fe   .gf4.h6<.....ZP.
1659 0010 - 68 cd 04 65 e9 de 6e 98-f9 e2 41 1e 0b 9b 84 06   h..e..n...A.....
1660 0020 - 64                                                d
1661 */