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  * priviledges, 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
  62 struct ip_packet
  63 {
  64   uint8_t vers_ihl;
  65   uint8_t tos;
  66   uint16_t pkt_len;
  67   uint16_t id;
  68   uint16_t flags_frag_offset;
  69   uint8_t ttl;
  70   uint8_t proto;
  71   uint16_t checksum;
  72   uint32_t src_ip;
  73   uint32_t dst_ip;
  74 };
  75
  76 struct icmp_packet
  77 {
  78   uint8_t type;
  79   uint8_t code;
  80   uint16_t checksum;
  81   uint32_t reserved;
  82 };
  83
  84 static int rawsock;
  85
  86 static struct in_addr dummy;
  87
  88 static struct in_addr target;
  89
  90
  91 static uint16_t
  92 calc_checksum(const uint16_t *data,
  93               unsigned int bytes)
  94 {
  95   uint32_t sum;
  96   unsigned int i;
  97
  98   sum = 0;
  99   for (i=0;i<bytes/2;i++)
 100     sum += data[i];
 101   sum = (sum & 0xffff) + (sum >> 16);
 102   sum = htons(0xffff - sum);
 103   return sum;
 104 }
 105
 106
 107 static void
 108 make_echo (const struct in_addr *src_ip,
 109            struct icmp_packet *echo)
 110 {
 111   memset(echo, 0, sizeof(struct icmp_packet));
 112   echo->type = ICMP_ECHO;
 113   echo->code = 0;
 114   echo->reserved = 0;
 115   echo->checksum = 0;
 116   echo->checksum = htons(calc_checksum((uint16_t*)echo,
 117                                        sizeof (struct icmp_packet)));
 118 }
 119
 120
 121 /**
 122  * Send an ICMP message to the target.
 123  *
 124  * @param my_ip source address
 125  * @param other target address
 126  */
 127 static void
 128 send_icmp (const struct in_addr *my_ip,
 129            const struct in_addr *other)
 130 {
 131   struct ip_packet ip_pkt;
 132   struct icmp_packet *icmp_pkt;
 133   struct icmp_packet icmp_echo;
 134   struct sockaddr_in dst;
 135   char packet[sizeof (struct ip_packet)*2 + sizeof (struct icmp_packet)*2];
 136   size_t off;
 137   int err;
 138
 139   /* ip header: send to (known) ip address */
 140   off = 0;
 141   memset(&ip_pkt, 0, sizeof(ip_pkt));
 142   ip_pkt.vers_ihl = 0x45;
 143   ip_pkt.tos = 0;
 144   ip_pkt.pkt_len = sizeof (packet); /* huh? */
 145   ip_pkt.id = 1;
 146   ip_pkt.flags_frag_offset = 0;
 147   ip_pkt.ttl = IPDEFTTL;
 148   ip_pkt.proto = IPPROTO_ICMP;
 149   ip_pkt.checksum = 0;
 150   ip_pkt.src_ip = my_ip->s_addr;
 151   ip_pkt.dst_ip = other->s_addr;
 152   ip_pkt.checksum = htons(calc_checksum((uint16_t*)&ip_pkt, sizeof (struct ip_packet)));
 153   memcpy (packet, &ip_pkt, sizeof (struct ip_packet));
 154   off += sizeof (ip_pkt);
 155   /* icmp reply: time exceeded */
 156   icmp_pkt = (struct icmp_packet*) &packet[off];
 157   memset(icmp_pkt, 0, sizeof(struct icmp_packet));
 158   icmp_pkt->type = ICMP_TIME_EXCEEDED;
 159   icmp_pkt->code = 0;
 160   icmp_pkt->reserved = 0;
 161   icmp_pkt->checksum = 0;
 162   off += sizeof (struct icmp_packet);
 163
 164   /* ip header of the presumably 'lost' udp packet */
 165   ip_pkt.vers_ihl = 0x45;
 166   ip_pkt.tos = 0;
 167   ip_pkt.pkt_len = (sizeof (struct ip_packet) + sizeof (struct icmp_packet));
 168   ip_pkt.id = 1;
 169   ip_pkt.flags_frag_offset = 0;
 170   ip_pkt.ttl = 1; /* real TTL would be 1 on a time exceeded packet */
 171   ip_pkt.proto = IPPROTO_ICMP;
 172   ip_pkt.src_ip = other->s_addr;
 173   ip_pkt.dst_ip = dummy.s_addr;
 174   ip_pkt.checksum = 0;
 175   ip_pkt.checksum = htons(calc_checksum((uint16_t*)&ip_pkt, sizeof (struct ip_packet)));
 176   memcpy (&packet[off], &ip_pkt, sizeof (struct ip_packet));
 177   off += sizeof (struct ip_packet);
 178   make_echo (other, &icmp_echo);
 179   memcpy (&packet[off], &icmp_echo, sizeof(struct icmp_packet));
 180   off += sizeof (struct icmp_packet);
 181   icmp_pkt->checksum = htons(calc_checksum((uint16_t*)icmp_pkt,
 182                                            sizeof (struct icmp_packet)*2 + sizeof(struct ip_packet)));
 183
 184   memset (&dst, 0, sizeof (dst));
 185   dst.sin_family = AF_INET;
 186   dst.sin_addr = *other;
 187   err = sendto(rawsock,
 188                packet,
 189                off, 0,
 190                (struct sockaddr*)&dst,
 191                sizeof(dst)); /* or sizeof 'struct sockaddr'? */
 192   if (err < 0)
 193     {
 194       fprintf(stderr,
 195               "sendto failed: %s\n", strerror(errno));
 196     }
 197   else if (err != off)
 198     {
 199       fprintf(stderr,
 200               "Error: partial send of ICMP message\n");
 201     }
 202 }
 203
 204
 205 static int
 206 make_raw_socket ()
 207 {
 208   const int one = 1;
 209   int ret;
 210
 211   ret = socket (AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_RAW);
 212   if (-1 == ret)
 213     {
 214       fprintf (stderr,
 215                "Error opening RAW socket: %s\n",
 216                strerror (errno));
 217       return -1;
 218     }
 219   if (setsockopt(ret, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST,
 220                  (char *)&one, sizeof(one)) == -1)
 221     fprintf(stderr,
 222             "setsockopt failed: %s\n",
 223             strerror (errno));
 224   if (setsockopt(ret, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL,
 225                  (char *)&one, sizeof(one)) == -1)
 226     fprintf(stderr,
 227             "setsockopt failed: %s\n",
 228             strerror (errno));
 229   return ret;
 230 }
 231
 232
 233 int
 234 main (int argc, char *const *argv)
 235 {
 236   struct in_addr external;
 237   uid_t uid;
 238
 239   if (-1 == (rawsock = make_raw_socket()))
 240     return 1;
 241   uid = getuid ();
 242   if (0 != setresuid (uid, uid, uid))
 243     fprintf (stderr,
 244              "Failed to setresuid: %s\n",
 245              strerror (errno));
 246   if (argc != 3)
 247     {
 248       fprintf (stderr,
 249                "This program must be started with our IP and the targets external IP as arguments.\n");
 250       return 1;
 251     }
 252   if ( (1 != inet_pton (AF_INET, argv[1], &external)) ||
 253        (1 != inet_pton (AF_INET, argv[2], &target)) )
 254     {
 255       fprintf (stderr,
 256                "Error parsing IPv4 address: %s\n",
 257                strerror (errno));
 258       return 1;
 259     }
 260   inet_pton (AF_INET, DUMMY_IP, &dummy);
 261   send_icmp (&external,
 262              &target);
 263   close (rawsock);
 264   return 0;
 265 }
 266
 267 /* end of gnunet-nat-client.c */