src/transport/gnunet-nat-client.c

   1 /*
   2      This file is part of GNUnet.
   3      (C) 2010 Christian Grothoff (and other contributing authors)
   4
   5      GNUnet is free software; you can redistribute it and/or modify
   6      it under the terms of the GNU General Public License as published
   7      by the Free Software Foundation; either version 3, or (at your
   8      option) any later version.
   9
  10      GNUnet is distributed in the hope that it will be useful, but
  11      WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12      MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13      General Public License for more details.
  14
  15      You should have received a copy of the GNU General Public License
  16      along with GNUnet; see the file COPYING.  If not, write to the
  17      Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  18      Boston, MA 02111-1307, USA.
  19 */
  20
  21 /**
  22  * @file src/transport/gnunet-nat-client.c
  23  * @brief Tool to help bypass NATs using ICMP method; must run as root (SUID will do)
  24  *        This code will work under GNU/Linux only.
  25  * @author Christian Grothoff
  26  *
  27  * This program will send ONE ICMP message using RAW sockets
  28  * to the IP address specified as the second argument.  Since
  29  * it uses RAW sockets, it must be installed SUID or run as 'root'.
  30  * In order to keep the security risk of the resulting SUID binary
  31  * minimal, the program ONLY opens the RAW socket with root
  32  * privileges, then drops them and only then starts to process
  33  * command line arguments.  The code also does not link against
  34  * any shared libraries (except libc) and is strictly minimal
  35  * (except for checking for errors).  The following list of people
  36  * have reviewed this code and considered it safe since the last
  37  * modification (if you reviewed it, please have your name added
  38  * to the list):
  39  *
  40  * - Christian Grothoff
  41  */
  42 #define _GNU_SOURCE
  43 #include <sys/types.h>
  44 #include <sys/socket.h>
  45 #include <arpa/inet.h>
  46 #include <sys/types.h>
  47 #include <unistd.h>
  48 #include <stdio.h>
  49 #include <string.h>
  50 #include <errno.h>
  51 #include <stdlib.h>
  52 #include <stdint.h>
  53 #include <netinet/ip.h>
  54 #include <netinet/ip_icmp.h>
  55 #include <netinet/in.h>
  56
  57 /**
  58  * Must match IP given in the server.
  59  */
  60 #define DUMMY_IP "1.2.3.4"
  61 #define HAVE_PORT 1
  62
  63 struct ip_packet
  64 {
  65   uint8_t vers_ihl;
  66   uint8_t tos;
  67   uint16_t pkt_len;
  68   uint16_t id;
  69   uint16_t flags_frag_offset;
  70   uint8_t ttl;
  71   uint8_t proto;
  72   uint16_t checksum;
  73   uint32_t src_ip;
  74   uint32_t dst_ip;
  75 };
  76
  77 struct icmp_packet
  78 {
  79   uint8_t type;
  80   uint8_t code;
  81   uint16_t checksum;
  82   uint32_t reserved;
  83
  84 };
  85
  86 struct icmp_echo_packet
  87 {
  88   uint8_t type;
  89   uint8_t code;
  90   uint16_t checksum;
  91   uint32_t reserved;
  92   uint32_t data;
  93 };
  94
  95
  96 static int rawsock;
  97
  98 static struct in_addr dummy;
  99
 100 static struct in_addr target;
 101
 102 #if HAVE_PORT
 103   static uint32_t port;
 104 #endif
 105
 106 static uint16_t
 107 calc_checksum(const uint16_t *data,
 108               unsigned int bytes)
 109 {
 110   uint32_t sum;
 111   unsigned int i;
 112
 113   sum = 0;
 114   for (i=0;i<bytes/2;i++)
 115     sum += data[i];
 116   sum = (sum & 0xffff) + (sum >> 16);
 117   sum = htons(0xffff - sum);
 118   return sum;
 119 }
 120
 121
 122
 123 #if HAVE_PORT
 124
 125 static void
 126 make_echo (const struct in_addr *src_ip,
 127            struct icmp_echo_packet *echo, uint32_t num)
 128 {
 129   memset(echo, 0, sizeof(struct icmp_echo_packet));
 130   echo->type = ICMP_ECHO;
 131   echo->code = 0;
 132   echo->reserved = 0;
 133   echo->checksum = 0;
 134   echo->data = htons(num);
 135   echo->checksum = htons(calc_checksum((uint16_t*)echo,
 136                                        sizeof (struct icmp_echo_packet)));
 137 }
 138 #else
 139 static void
 140 make_echo (const struct in_addr *src_ip,
 141            struct icmp_packet *echo)
 142 {
 143   memset(echo, 0, sizeof(struct icmp_packet));
 144   echo->type = ICMP_ECHO;
 145   echo->code = 0;
 146   echo->reserved = 0;
 147   echo->checksum = 0;
 148   echo->checksum = htons(calc_checksum((uint16_t*)echo,
 149                                        sizeof (struct icmp_packet)));
 150 }
 151 #endif
 152
 153
 154 /**
 155  * Send an ICMP message to the target.
 156  *
 157  * @param my_ip source address
 158  * @param other target address
 159  */
 160 static void
 161 send_icmp (const struct in_addr *my_ip,
 162            const struct in_addr *other)
 163 {
 164   struct ip_packet ip_pkt;
 165   struct icmp_packet *icmp_pkt;
 166 #if HAVE_PORT
 167   struct icmp_echo_packet icmp_echo;
 168 #else
 169   struct icmp_packet icmp_echo;
 170 #endif
 171   struct sockaddr_in dst;
 172 #if HAVE_PORT
 173   char packet[sizeof (struct ip_packet)*2 + sizeof (struct icmp_packet) + sizeof(struct icmp_echo_packet)];
 174 #else
 175   char packet[sizeof (struct ip_packet)*2 + sizeof (struct icmp_packet)*2];
 176 #endif
 177   size_t off;
 178   int err;
 179
 180   /* ip header: send to (known) ip address */
 181   off = 0;
 182   memset(&ip_pkt, 0, sizeof(ip_pkt));
 183   ip_pkt.vers_ihl = 0x45;
 184   ip_pkt.tos = 0;
 185   ip_pkt.pkt_len = sizeof (packet); /* huh? */
 186   ip_pkt.id = 1;
 187   ip_pkt.flags_frag_offset = 0;
 188   ip_pkt.ttl = IPDEFTTL;
 189   ip_pkt.proto = IPPROTO_ICMP;
 190   ip_pkt.checksum = 0;
 191   ip_pkt.src_ip = my_ip->s_addr;
 192   ip_pkt.dst_ip = other->s_addr;
 193   ip_pkt.checksum = htons(calc_checksum((uint16_t*)&ip_pkt, sizeof (struct ip_packet)));
 194   memcpy (packet, &ip_pkt, sizeof (struct ip_packet));
 195   off += sizeof (ip_pkt);
 196   /* icmp reply: time exceeded */
 197   icmp_pkt = (struct icmp_packet*) &packet[off];
 198   memset(icmp_pkt, 0, sizeof(struct icmp_packet));
 199   icmp_pkt->type = ICMP_TIME_EXCEEDED;
 200   icmp_pkt->code = 0;
 201   icmp_pkt->reserved = 0;
 202   icmp_pkt->checksum = 0;
 203
 204   off += sizeof (struct icmp_packet);
 205
 206   /* ip header of the presumably 'lost' udp packet */
 207   ip_pkt.vers_ihl = 0x45;
 208   ip_pkt.tos = 0;
 209 #if HAVE_PORT
 210   ip_pkt.pkt_len = (sizeof (struct ip_packet) + sizeof (struct icmp_echo_packet));
 211 #else
 212   ip_pkt.pkt_len = (sizeof (struct ip_packet) + sizeof (struct icmp_packet));
 213 #endif
 214
 215   ip_pkt.id = 1;
 216   ip_pkt.flags_frag_offset = 0;
 217   ip_pkt.ttl = 1; /* real TTL would be 1 on a time exceeded packet */
 218   ip_pkt.proto = IPPROTO_ICMP;
 219   ip_pkt.src_ip = other->s_addr;
 220   ip_pkt.dst_ip = dummy.s_addr;
 221   ip_pkt.checksum = 0;
 222   ip_pkt.checksum = htons(calc_checksum((uint16_t*)&ip_pkt, sizeof (struct ip_packet)));
 223   memcpy (&packet[off], &ip_pkt, sizeof (struct ip_packet));
 224   off += sizeof (struct ip_packet);
 225
 226 #if HAVE_PORT
 227   make_echo (other, &icmp_echo, port);
 228   memcpy (&packet[off], &icmp_echo, sizeof(struct icmp_echo_packet));
 229   off += sizeof (struct icmp_echo_packet);
 230 #else
 231   make_echo (other, &icmp_echo);
 232   memcpy (&packet[off], &icmp_echo, sizeof(struct icmp_packet));
 233   off += sizeof (struct icmp_packet);
 234 #endif
 235
 236 #if HAVE_PORT
 237   icmp_pkt->checksum = htons(calc_checksum((uint16_t*)icmp_pkt,
 238                                              sizeof (struct icmp_packet) + sizeof(struct ip_packet) + sizeof(struct icmp_echo_packet)));
 239
 240 #else
 241   icmp_pkt->checksum = htons(calc_checksum((uint16_t*)icmp_pkt,
 242                                              sizeof (struct icmp_packet)*2 + sizeof(struct ip_packet)));
 243
 244 #endif
 245
 246
 247
 248   memset (&dst, 0, sizeof (dst));
 249   dst.sin_family = AF_INET;
 250   dst.sin_addr = *other;
 251   err = sendto(rawsock,
 252                packet,
 253                off, 0,
 254                (struct sockaddr*)&dst,
 255                sizeof(dst)); /* or sizeof 'struct sockaddr'? */
 256   if (err < 0)
 257     {
 258       fprintf(stderr,
 259               "sendto failed: %s\n", strerror(errno));
 260     }
 261   else if (err != off)
 262     {
 263       fprintf(stderr,
 264               "Error: partial send of ICMP message\n");
 265     }
 266 }
 267
 268
 269 static int
 270 make_raw_socket ()
 271 {
 272   const int one = 1;
 273   int ret;
 274
 275   ret = socket (AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_RAW);
 276   if (-1 == ret)
 277     {
 278       fprintf (stderr,
 279                "Error opening RAW socket: %s\n",
 280                strerror (errno));
 281       return -1;
 282     }
 283   if (setsockopt(ret, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST,
 284                  (char *)&one, sizeof(one)) == -1)
 285     fprintf(stderr,
 286             "setsockopt failed: %s\n",
 287             strerror (errno));
 288   if (setsockopt(ret, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL,
 289                  (char *)&one, sizeof(one)) == -1)
 290     fprintf(stderr,
 291             "setsockopt failed: %s\n",
 292             strerror (errno));
 293   return ret;
 294 }
 295
 296
 297 int
 298 main (int argc, char *const *argv)
 299 {
 300   struct in_addr external;
 301   uid_t uid;
 302
 303   if (-1 == (rawsock = make_raw_socket()))
 304     return 1;
 305   uid = getuid ();
 306   if (0 != setresuid (uid, uid, uid))
 307     fprintf (stderr,
 308              "Failed to setresuid: %s\n",
 309              strerror (errno));
 310 #if HAVE_PORT
 311   if (argc != 4)
 312     {
 313       fprintf (stderr,
 314                "This program must be started with our IP, the targets external IP, and our port as arguments.\n");
 315       return 1;
 316     }
 317   port = atoi(argv[3]);
 318 #else
 319   if (argc != 3)
 320     {
 321       fprintf (stderr,
 322                "This program must be started with our IP and the targets external IP as arguments.\n");
 323       return 1;
 324     }
 325 #endif
 326   if ( (1 != inet_pton (AF_INET, argv[1], &external)) ||
 327        (1 != inet_pton (AF_INET, argv[2], &target)) )
 328     {
 329       fprintf (stderr,
 330                "Error parsing IPv4 address: %s\n",
 331                strerror (errno));
 332       return 1;
 333     }
 334   if (1 != inet_pton (AF_INET, DUMMY_IP, &dummy)) abort ();
 335   send_icmp (&external,
 336              &target);
 337   close (rawsock);
 338   return 0;
 339 }
 340
 341 /* end of gnunet-nat-client.c */