tls.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2006-2009 Stig Venaas <venaas@uninett.no>
   3  *
   4  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software for any
   5  * purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
   6  * copyright notice and this permission notice appear in all copies.
   7  */
   8
   9 #include <signal.h>
  10 #include <sys/socket.h>
  11 #include <netinet/in.h>
  12 #include <netdb.h>
  13 #include <string.h>
  14 #include <unistd.h>
  15 #include <limits.h>
  16 #ifdef SYS_SOLARIS9
  17 #include <fcntl.h>
  18 #endif
  19 #include <sys/time.h>
  20 #include <sys/types.h>
  21 #include <sys/select.h>
  22 #include <ctype.h>
  23 #include <sys/wait.h>
  24 #include <arpa/inet.h>
  25 #include <regex.h>
  26 #include <pthread.h>
  27 #include <openssl/ssl.h>
  28 #include <openssl/err.h>
  29 #include "list.h"
  30 #include "hostport.h"
  31 #include "radsecproxy.h"
  32
  33 #ifdef RADPROT_TLS
  34 #include "debug.h"
  35 #include "util.h"
  36
  37 static void setprotoopts(struct commonprotoopts *opts);
  38 static char **getlistenerargs();
  39 void *tlslistener(void *arg);
  40 int tlsconnect(struct server *server, struct timeval *when, int timeout, char *text);
  41 void *tlsclientrd(void *arg);
  42 int clientradputtls(struct server *server, unsigned char *rad);
  43 void tlssetsrcres();
  44
  45 static const struct protodefs protodefs = {
  46     "tls",
  47     "mysecret", /* secretdefault */
  48     SOCK_STREAM, /* socktype */
  49     "2083", /* portdefault */
  50     0, /* retrycountdefault */
  51     0, /* retrycountmax */
  52     REQUEST_RETRY_INTERVAL * REQUEST_RETRY_COUNT, /* retryintervaldefault */
  53     60, /* retryintervalmax */
  54     DUPLICATE_INTERVAL, /* duplicateintervaldefault */
  55     setprotoopts, /* setprotoopts */
  56     getlistenerargs, /* getlistenerargs */
  57     tlslistener, /* listener */
  58     tlsconnect, /* connecter */
  59     tlsclientrd, /* clientconnreader */
  60     clientradputtls, /* clientradput */
  61     NULL, /* addclient */
  62     NULL, /* addserverextra */
  63     tlssetsrcres, /* setsrcres */
  64     NULL /* initextra */
  65 };
  66
  67 static struct addrinfo *srcres = NULL;
  68 static uint8_t handle;
  69 static struct commonprotoopts *protoopts = NULL;
  70
  71 const struct protodefs *tlsinit(uint8_t h) {
  72     handle = h;
  73     return &protodefs;
  74 }
  75
  76 static void setprotoopts(struct commonprotoopts *opts) {
  77     protoopts = opts;
  78 }
  79
  80 static char **getlistenerargs() {
  81     return protoopts ? protoopts->listenargs : NULL;
  82 }
  83
  84 void tlssetsrcres() {
  85     if (!srcres)
  86         srcres = resolvepassiveaddrinfo(protoopts ? protoopts->sourcearg : NULL, NULL, protodefs.socktype);
  87 }
  88
  89 int tlsconnect(struct server *server, struct timeval *when, int timeout, char *text) {
  90     struct timeval now;
  91     time_t elapsed;
  92     X509 *cert;
  93     SSL_CTX *ctx = NULL;
  94     unsigned long error;
  95
  96     debug(DBG_DBG, "tlsconnect: called from %s", text);
  97     pthread_mutex_lock(&server->lock);
  98     if (when && memcmp(&server->lastconnecttry, when, sizeof(struct timeval))) {
  99         /* already reconnected, nothing to do */
 100         debug(DBG_DBG, "tlsconnect(%s): seems already reconnected", text);
 101         pthread_mutex_unlock(&server->lock);
 102         return 1;
 103     }
 104
 105     for (;;) {
 106         gettimeofday(&now, NULL);
 107         elapsed = now.tv_sec - server->lastconnecttry.tv_sec;
 108         if (timeout && server->lastconnecttry.tv_sec && elapsed > timeout) {
 109             debug(DBG_DBG, "tlsconnect: timeout");
 110             if (server->sock >= 0)
 111                 close(server->sock);
 112             SSL_free(server->ssl);
 113             server->ssl = NULL;
 114             pthread_mutex_unlock(&server->lock);
 115             return 0;
 116         }
 117         if (server->connectionok) {
 118             server->connectionok = 0;
 119             sleep(2);
 120         } else if (elapsed < 1)
 121             sleep(2);
 122         else if (elapsed < 60) {
 123             debug(DBG_INFO, "tlsconnect: sleeping %lds", elapsed);
 124             sleep(elapsed);
 125         } else if (elapsed < 100000) {
 126             debug(DBG_INFO, "tlsconnect: sleeping %ds", 60);
 127             sleep(60);
 128         } else
 129             server->lastconnecttry.tv_sec = now.tv_sec;  /* no sleep at startup */
 130
 131         if (server->sock >= 0)
 132             close(server->sock);
 133         if ((server->sock = connecttcphostlist(server->conf->hostports, srcres)) < 0)
 134             continue;
 135
 136         SSL_free(server->ssl);
 137         server->ssl = NULL;
 138         ctx = tlsgetctx(handle, server->conf->tlsconf);
 139         if (!ctx)
 140             continue;
 141         server->ssl = SSL_new(ctx);
 142         if (!server->ssl)
 143             continue;
 144
 145         SSL_set_fd(server->ssl, server->sock);
 146         if (SSL_connect(server->ssl) <= 0) {
 147             while ((error = ERR_get_error()))
 148                 debug(DBG_ERR, "tlsconnect: TLS: %s", ERR_error_string(error, NULL));
 149             continue;
 150         }
 151         cert = verifytlscert(server->ssl);
 152         if (!cert)
 153             continue;
 154         if (verifyconfcert(cert, server->conf)) {
 155             X509_free(cert);
 156             break;
 157         }
 158         X509_free(cert);
 159     }
 160     debug(DBG_WARN, "tlsconnect: TLS connection to %s up", server->conf->name);
 161     server->connectionok = 1;
 162     gettimeofday(&server->lastconnecttry, NULL);
 163     pthread_mutex_unlock(&server->lock);
 164     return 1;
 165 }
 166
 167 /* timeout in seconds, 0 means no timeout (blocking), returns when num bytes have been read, or timeout */
 168 /* returns 0 on timeout, -1 on error and num if ok */
 169 int sslreadtimeout(SSL *ssl, unsigned char *buf, int num, int timeout) {
 170     int s, ndesc, cnt, len;
 171     fd_set readfds, writefds;
 172     struct timeval timer;
 173
 174     s = SSL_get_fd(ssl);
 175     if (s < 0)
 176         return -1;
 177     /* make socket non-blocking? */
 178     for (len = 0; len < num; len += cnt) {
 179         FD_ZERO(&readfds);
 180         FD_SET(s, &readfds);
 181         writefds = readfds;
 182         if (timeout) {
 183             timer.tv_sec = timeout;
 184             timer.tv_usec = 0;
 185         }
 186         ndesc = select(s + 1, &readfds, &writefds, NULL, timeout ? &timer : NULL);
 187         if (ndesc < 1)
 188             return ndesc;
 189
 190         cnt = SSL_read(ssl, buf + len, num - len);
 191         if (cnt <= 0)
 192             switch (SSL_get_error(ssl, cnt)) {
 193             case SSL_ERROR_WANT_READ:
 194             case SSL_ERROR_WANT_WRITE:
 195                 cnt = 0;
 196                 continue;
 197             case SSL_ERROR_ZERO_RETURN:
 198                 /* remote end sent close_notify, send one back */
 199                 SSL_shutdown(ssl);
 200                 return -1;
 201             default:
 202                 return -1;
 203             }
 204     }
 205     return num;
 206 }
 207
 208 /* timeout in seconds, 0 means no timeout (blocking) */
 209 unsigned char *radtlsget(SSL *ssl, int timeout) {
 210     int cnt, len;
 211     unsigned char buf[4], *rad;
 212
 213     for (;;) {
 214         cnt = sslreadtimeout(ssl, buf, 4, timeout);
 215         if (cnt < 1) {
 216             debug(DBG_DBG, cnt ? "radtlsget: connection lost" : "radtlsget: timeout");
 217             return NULL;
 218         }
 219
 220         len = RADLEN(buf);
 221         rad = malloc(len);
 222         if (!rad) {
 223             debug(DBG_ERR, "radtlsget: malloc failed");
 224             continue;
 225         }
 226         memcpy(rad, buf, 4);
 227
 228         cnt = sslreadtimeout(ssl, rad + 4, len - 4, timeout);
 229         if (cnt < 1) {
 230             debug(DBG_DBG, cnt ? "radtlsget: connection lost" : "radtlsget: timeout");
 231             free(rad);
 232             return NULL;
 233         }
 234
 235         if (len >= 20)
 236             break;
 237
 238         free(rad);
 239         debug(DBG_WARN, "radtlsget: packet smaller than minimum radius size");
 240     }
 241
 242     debug(DBG_DBG, "radtlsget: got %d bytes", len);
 243     return rad;
 244 }
 245
 246 int clientradputtls(struct server *server, unsigned char *rad) {
 247     int cnt;
 248     size_t len;
 249     unsigned long error;
 250     struct clsrvconf *conf = server->conf;
 251
 252     if (!server->connectionok)
 253         return 0;
 254     len = RADLEN(rad);
 255     if ((cnt = SSL_write(server->ssl, rad, len)) <= 0) {
 256         while ((error = ERR_get_error()))
 257             debug(DBG_ERR, "clientradputtls: TLS: %s", ERR_error_string(error, NULL));
 258         return 0;
 259     }
 260
 261     debug(DBG_DBG, "clientradputtls: Sent %d bytes, Radius packet of length %d to TLS peer %s", cnt, len, conf->name);
 262     return 1;
 263 }
 264
 265 void *tlsclientrd(void *arg) {
 266     struct server *server = (struct server *)arg;
 267     unsigned char *buf;
 268     struct timeval now, lastconnecttry;
 269
 270     for (;;) {
 271         /* yes, lastconnecttry is really necessary */
 272         lastconnecttry = server->lastconnecttry;
 273         buf = radtlsget(server->ssl, server->dynamiclookuparg ? IDLE_TIMEOUT : 0);
 274         if (!buf) {
 275             if (server->dynamiclookuparg)
 276                 break;
 277             tlsconnect(server, &lastconnecttry, 0, "tlsclientrd");
 278             continue;
 279         }
 280
 281         replyh(server, buf);
 282
 283         if (server->dynamiclookuparg) {
 284             gettimeofday(&now, NULL);
 285             if (now.tv_sec - server->lastreply.tv_sec > IDLE_TIMEOUT) {
 286                 debug(DBG_INFO, "tlsclientrd: idle timeout for %s", server->conf->name);
 287                 break;
 288             }
 289         }
 290     }
 291     ERR_remove_state(0);
 292     server->clientrdgone = 1;
 293     return NULL;
 294 }
 295
 296 void *tlsserverwr(void *arg) {
 297     int cnt;
 298     unsigned long error;
 299     struct client *client = (struct client *)arg;
 300     struct gqueue *replyq;
 301     struct request *reply;
 302
 303     debug(DBG_DBG, "tlsserverwr: starting for %s", addr2string(client->addr));
 304     replyq = client->replyq;
 305     for (;;) {
 306         pthread_mutex_lock(&replyq->mutex);
 307         while (!list_first(replyq->entries)) {
 308             if (client->ssl) {
 309                 debug(DBG_DBG, "tlsserverwr: waiting for signal");
 310                 pthread_cond_wait(&replyq->cond, &replyq->mutex);
 311                 debug(DBG_DBG, "tlsserverwr: got signal");
 312             }
 313             if (!client->ssl) {
 314                 /* ssl might have changed while waiting */
 315                 pthread_mutex_unlock(&replyq->mutex);
 316                 debug(DBG_DBG, "tlsserverwr: exiting as requested");
 317                 ERR_remove_state(0);
 318                 pthread_exit(NULL);
 319             }
 320         }
 321         reply = (struct request *)list_shift(replyq->entries);
 322         pthread_mutex_unlock(&replyq->mutex);
 323         cnt = SSL_write(client->ssl, reply->replybuf, RADLEN(reply->replybuf));
 324         if (cnt > 0)
 325             debug(DBG_DBG, "tlsserverwr: sent %d bytes, Radius packet of length %d to %s",
 326                   cnt, RADLEN(reply->replybuf), addr2string(client->addr));
 327         else
 328             while ((error = ERR_get_error()))
 329                 debug(DBG_ERR, "tlsserverwr: SSL: %s", ERR_error_string(error, NULL));
 330         freerq(reply);
 331     }
 332 }
 333
 334 void tlsserverrd(struct client *client) {
 335     struct request *rq;
 336     uint8_t *buf;
 337     pthread_t tlsserverwrth;
 338
 339     debug(DBG_DBG, "tlsserverrd: starting for %s", addr2string(client->addr));
 340
 341     if (pthread_create(&tlsserverwrth, NULL, tlsserverwr, (void *)client)) {
 342         debug(DBG_ERR, "tlsserverrd: pthread_create failed");
 343         return;
 344     }
 345
 346     for (;;) {
 347         buf = radtlsget(client->ssl, 0);
 348         if (!buf) {
 349             debug(DBG_ERR, "tlsserverrd: connection from %s lost", addr2string(client->addr));
 350             break;
 351         }
 352         debug(DBG_DBG, "tlsserverrd: got Radius message from %s", addr2string(client->addr));
 353         rq = newrequest();
 354         if (!rq) {
 355             free(buf);
 356             continue;
 357         }
 358         rq->buf = buf;
 359         rq->from = client;
 360         if (!radsrv(rq)) {
 361             debug(DBG_ERR, "tlsserverrd: message authentication/validation failed, closing connection from %s", addr2string(client->addr));
 362             break;
 363         }
 364     }
 365
 366     /* stop writer by setting ssl to NULL and give signal in case waiting for data */
 367     client->ssl = NULL;
 368     pthread_mutex_lock(&client->replyq->mutex);
 369     pthread_cond_signal(&client->replyq->cond);
 370     pthread_mutex_unlock(&client->replyq->mutex);
 371     debug(DBG_DBG, "tlsserverrd: waiting for writer to end");
 372     pthread_join(tlsserverwrth, NULL);
 373     debug(DBG_DBG, "tlsserverrd: reader for %s exiting", addr2string(client->addr));
 374 }
 375
 376 void *tlsservernew(void *arg) {
 377     int s;
 378     struct sockaddr_storage from;
 379     socklen_t fromlen = sizeof(from);
 380     struct clsrvconf *conf;
 381     struct list_node *cur = NULL;
 382     SSL *ssl = NULL;
 383     X509 *cert = NULL;
 384     SSL_CTX *ctx = NULL;
 385     unsigned long error;
 386     struct client *client;
 387
 388     s = *(int *)arg;
 389     if (getpeername(s, (struct sockaddr *)&from, &fromlen)) {
 390         debug(DBG_DBG, "tlsservernew: getpeername failed, exiting");
 391         goto exit;
 392     }
 393     debug(DBG_WARN, "tlsservernew: incoming TLS connection from %s", addr2string((struct sockaddr *)&from));
 394
 395     conf = find_clconf(handle, (struct sockaddr *)&from, &cur);
 396     if (conf) {
 397         ctx = tlsgetctx(handle, conf->tlsconf);
 398         if (!ctx)
 399             goto exit;
 400         ssl = SSL_new(ctx);
 401         if (!ssl)
 402             goto exit;
 403         SSL_set_fd(ssl, s);
 404
 405         if (SSL_accept(ssl) <= 0) {
 406             while ((error = ERR_get_error()))
 407                 debug(DBG_ERR, "tlsservernew: SSL: %s", ERR_error_string(error, NULL));
 408             debug(DBG_ERR, "tlsservernew: SSL_accept failed");
 409             goto exit;
 410         }
 411         cert = verifytlscert(ssl);
 412         if (!cert)
 413             goto exit;
 414     }
 415
 416     while (conf) {
 417         if (verifyconfcert(cert, conf)) {
 418             X509_free(cert);
 419             client = addclient(conf, 1);
 420             if (client) {
 421                 client->ssl = ssl;
 422                 client->addr = addr_copy((struct sockaddr *)&from);
 423                 tlsserverrd(client);
 424                 removeclient(client);
 425             } else
 426                 debug(DBG_WARN, "tlsservernew: failed to create new client instance");
 427             goto exit;
 428         }
 429         conf = find_clconf(handle, (struct sockaddr *)&from, &cur);
 430     }
 431     debug(DBG_WARN, "tlsservernew: ignoring request, no matching TLS client");
 432     if (cert)
 433         X509_free(cert);
 434
 435 exit:
 436     if (ssl) {
 437         SSL_shutdown(ssl);
 438         SSL_free(ssl);
 439     }
 440     ERR_remove_state(0);
 441     shutdown(s, SHUT_RDWR);
 442     close(s);
 443     pthread_exit(NULL);
 444 }
 445
 446 void *tlslistener(void *arg) {
 447     pthread_t tlsserverth;
 448     int s, *sp = (int *)arg;
 449     struct sockaddr_storage from;
 450     socklen_t fromlen = sizeof(from);
 451
 452     listen(*sp, 0);
 453
 454     for (;;) {
 455         s = accept(*sp, (struct sockaddr *)&from, &fromlen);
 456         if (s < 0) {
 457             debug(DBG_WARN, "accept failed");
 458             continue;
 459         }
 460         if (pthread_create(&tlsserverth, NULL, tlsservernew, (void *)&s)) {
 461             debug(DBG_ERR, "tlslistener: pthread_create failed");
 462             shutdown(s, SHUT_RDWR);
 463             close(s);
 464             continue;
 465         }
 466         pthread_detach(tlsserverth);
 467     }
 468     free(sp);
 469     return NULL;
 470 }
 471 #else
 472 const struct protodefs *tlsinit(uint8_t h) {
 473     return NULL;
 474 }
 475 #endif
 476
 477 /* Local Variables: */
 478 /* c-file-style: "stroustrup" */
 479 /* End: */