tls.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2006-2008 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 "radsecproxy.h"
  31
  32 #ifdef RADPROT_TLS
  33 #include "debug.h"
  34 #include "util.h"
  35
  36 static void setprotoopts(struct commonprotoopts *opts);
  37 static char **getlistenerargs();
  38 void *tlslistener(void *arg);
  39 int tlsconnect(struct server *server, struct timeval *when, int timeout, char *text);
  40 void *tlsclientrd(void *arg);
  41 int clientradputtls(struct server *server, unsigned char *rad);
  42 void tlssetsrcres();
  43
  44 static const struct protodefs protodefs = {
  45     "tls",
  46     "mysecret", /* secretdefault */
  47     SOCK_STREAM, /* socktype */
  48     "2083", /* portdefault */
  49     0, /* retrycountdefault */
  50     0, /* retrycountmax */
  51     REQUEST_RETRY_INTERVAL * REQUEST_RETRY_COUNT, /* retryintervaldefault */
  52     60, /* retryintervalmax */
  53     DUPLICATE_INTERVAL, /* duplicateintervaldefault */
  54     setprotoopts, /* setprotoopts */
  55     getlistenerargs, /* getlistenerargs */
  56     tlslistener, /* listener */
  57     tlsconnect, /* connecter */
  58     tlsclientrd, /* clientconnreader */
  59     clientradputtls, /* clientradput */
  60     NULL, /* addclient */
  61     NULL, /* addserverextra */
  62     tlssetsrcres, /* setsrcres */
  63     NULL /* initextra */
  64 };
  65
  66 static struct addrinfo *srcres = NULL;
  67 static uint8_t handle;
  68 static struct commonprotoopts *protoopts = NULL;
  69
  70 const struct protodefs *tlsinit(uint8_t h) {
  71     handle = h;
  72     return &protodefs;
  73 }
  74
  75 static void setprotoopts(struct commonprotoopts *opts) {
  76     protoopts = opts;
  77 }
  78
  79 static char **getlistenerargs() {
  80     return protoopts ? protoopts->listenargs : NULL;
  81 }
  82
  83 void tlssetsrcres() {
  84     if (!srcres)
  85         srcres = resolve_hostport_addrinfo(handle, protoopts ? protoopts->sourcearg : NULL);
  86
  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         debug(DBG_WARN, "tlsconnect: trying to open TLS connection to %s port %s", server->conf->host, server->conf->port);
 131         if (server->sock >= 0)
 132             close(server->sock);
 133         if ((server->sock = connecttcp(server->conf->addrinfo, srcres)) < 0) {
 134             debug(DBG_ERR, "tlsconnect: connecttcp failed");
 135             continue;
 136         }
 137
 138         SSL_free(server->ssl);
 139         server->ssl = NULL;
 140         ctx = tlsgetctx(handle, server->conf->tlsconf);
 141         if (!ctx)
 142             continue;
 143         server->ssl = SSL_new(ctx);
 144         if (!server->ssl)
 145             continue;
 146
 147         SSL_set_fd(server->ssl, server->sock);
 148         if (SSL_connect(server->ssl) <= 0) {
 149             while ((error = ERR_get_error()))
 150                 debug(DBG_ERR, "tlsconnect: TLS: %s", ERR_error_string(error, NULL));
 151             continue;
 152         }
 153         cert = verifytlscert(server->ssl);
 154         if (!cert)
 155             continue;
 156         if (verifyconfcert(cert, server->conf)) {
 157             X509_free(cert);
 158             break;
 159         }
 160         X509_free(cert);
 161     }
 162     debug(DBG_WARN, "tlsconnect: TLS connection to %s port %s up", server->conf->host, server->conf->port);
 163     server->connectionok = 1;
 164     gettimeofday(&server->lastconnecttry, NULL);
 165     pthread_mutex_unlock(&server->lock);
 166     return 1;
 167 }
 168
 169 /* timeout in seconds, 0 means no timeout (blocking), returns when num bytes have been read, or timeout */
 170 /* returns 0 on timeout, -1 on error and num if ok */
 171 int sslreadtimeout(SSL *ssl, unsigned char *buf, int num, int timeout) {
 172     int s, ndesc, cnt, len;
 173     fd_set readfds, writefds;
 174     struct timeval timer;
 175
 176     s = SSL_get_fd(ssl);
 177     if (s < 0)
 178         return -1;
 179     /* make socket non-blocking? */
 180     for (len = 0; len < num; len += cnt) {
 181         FD_ZERO(&readfds);
 182         FD_SET(s, &readfds);
 183         writefds = readfds;
 184         if (timeout) {
 185             timer.tv_sec = timeout;
 186             timer.tv_usec = 0;
 187         }
 188         ndesc = select(s + 1, &readfds, &writefds, NULL, timeout ? &timer : NULL);
 189         if (ndesc < 1)
 190             return ndesc;
 191
 192         cnt = SSL_read(ssl, buf + len, num - len);
 193         if (cnt <= 0)
 194             switch (SSL_get_error(ssl, cnt)) {
 195             case SSL_ERROR_WANT_READ:
 196             case SSL_ERROR_WANT_WRITE:
 197                 cnt = 0;
 198                 continue;
 199             case SSL_ERROR_ZERO_RETURN:
 200                 /* remote end sent close_notify, send one back */
 201                 SSL_shutdown(ssl);
 202                 return -1;
 203             default:
 204                 return -1;
 205             }
 206     }
 207     return num;
 208 }
 209
 210 /* timeout in seconds, 0 means no timeout (blocking) */
 211 unsigned char *radtlsget(SSL *ssl, int timeout) {
 212     int cnt, len;
 213     unsigned char buf[4], *rad;
 214
 215     for (;;) {
 216         cnt = sslreadtimeout(ssl, buf, 4, timeout);
 217         if (cnt < 1) {
 218             debug(DBG_DBG, cnt ? "radtlsget: connection lost" : "radtlsget: timeout");
 219             return NULL;
 220         }
 221
 222         len = RADLEN(buf);
 223         rad = malloc(len);
 224         if (!rad) {
 225             debug(DBG_ERR, "radtlsget: malloc failed");
 226             continue;
 227         }
 228         memcpy(rad, buf, 4);
 229
 230         cnt = sslreadtimeout(ssl, rad + 4, len - 4, timeout);
 231         if (cnt < 1) {
 232             debug(DBG_DBG, cnt ? "radtlsget: connection lost" : "radtlsget: timeout");
 233             free(rad);
 234             return NULL;
 235         }
 236
 237         if (len >= 20)
 238             break;
 239
 240         free(rad);
 241         debug(DBG_WARN, "radtlsget: packet smaller than minimum radius size");
 242     }
 243
 244     debug(DBG_DBG, "radtlsget: got %d bytes", len);
 245     return rad;
 246 }
 247
 248 int clientradputtls(struct server *server, unsigned char *rad) {
 249     int cnt;
 250     size_t len;
 251     unsigned long error;
 252     struct clsrvconf *conf = server->conf;
 253
 254     if (!server->connectionok)
 255         return 0;
 256     len = RADLEN(rad);
 257     if ((cnt = SSL_write(server->ssl, rad, len)) <= 0) {
 258         while ((error = ERR_get_error()))
 259             debug(DBG_ERR, "clientradputtls: TLS: %s", ERR_error_string(error, NULL));
 260         return 0;
 261     }
 262
 263     debug(DBG_DBG, "clientradputtls: Sent %d bytes, Radius packet of length %d to TLS peer %s", cnt, len, conf->host);
 264     return 1;
 265 }
 266
 267 void *tlsclientrd(void *arg) {
 268     struct server *server = (struct server *)arg;
 269     unsigned char *buf;
 270     struct timeval now, lastconnecttry;
 271
 272     for (;;) {
 273         /* yes, lastconnecttry is really necessary */
 274         lastconnecttry = server->lastconnecttry;
 275         buf = radtlsget(server->ssl, server->dynamiclookuparg ? IDLE_TIMEOUT : 0);
 276         if (!buf) {
 277             if (server->dynamiclookuparg)
 278                 break;
 279             tlsconnect(server, &lastconnecttry, 0, "tlsclientrd");
 280             continue;
 281         }
 282
 283         replyh(server, buf);
 284
 285         if (server->dynamiclookuparg) {
 286             gettimeofday(&now, NULL);
 287             if (now.tv_sec - server->lastreply.tv_sec > IDLE_TIMEOUT) {
 288                 debug(DBG_INFO, "tlsclientrd: idle timeout for %s", server->conf->name);
 289                 break;
 290             }
 291         }
 292     }
 293     ERR_remove_state(0);
 294     server->clientrdgone = 1;
 295     return NULL;
 296 }
 297
 298 void *tlsserverwr(void *arg) {
 299     int cnt;
 300     unsigned long error;
 301     struct client *client = (struct client *)arg;
 302     struct gqueue *replyq;
 303     struct request *reply;
 304
 305     debug(DBG_DBG, "tlsserverwr: starting for %s", addr2string(client->addr));
 306     replyq = client->replyq;
 307     for (;;) {
 308         pthread_mutex_lock(&replyq->mutex);
 309         while (!list_first(replyq->entries)) {
 310             if (client->ssl) {
 311                 debug(DBG_DBG, "tlsserverwr: waiting for signal");
 312                 pthread_cond_wait(&replyq->cond, &replyq->mutex);
 313                 debug(DBG_DBG, "tlsserverwr: got signal");
 314             }
 315             if (!client->ssl) {
 316                 /* ssl might have changed while waiting */
 317                 pthread_mutex_unlock(&replyq->mutex);
 318                 debug(DBG_DBG, "tlsserverwr: exiting as requested");
 319                 ERR_remove_state(0);
 320                 pthread_exit(NULL);
 321             }
 322         }
 323         reply = (struct request *)list_shift(replyq->entries);
 324         pthread_mutex_unlock(&replyq->mutex);
 325         cnt = SSL_write(client->ssl, reply->replybuf, RADLEN(reply->replybuf));
 326         if (cnt > 0)
 327             debug(DBG_DBG, "tlsserverwr: sent %d bytes, Radius packet of length %d to %s",
 328                   cnt, RADLEN(reply->replybuf), addr2string(client->addr));
 329         else
 330             while ((error = ERR_get_error()))
 331                 debug(DBG_ERR, "tlsserverwr: SSL: %s", ERR_error_string(error, NULL));
 332         freerq(reply);
 333     }
 334 }
 335
 336 void tlsserverrd(struct client *client) {
 337     struct request *rq;
 338     uint8_t *buf;
 339     pthread_t tlsserverwrth;
 340
 341     debug(DBG_DBG, "tlsserverrd: starting for %s", addr2string(client->addr));
 342
 343     if (pthread_create(&tlsserverwrth, NULL, tlsserverwr, (void *)client)) {
 344         debug(DBG_ERR, "tlsserverrd: pthread_create failed");
 345         return;
 346     }
 347
 348     for (;;) {
 349         buf = radtlsget(client->ssl, 0);
 350         if (!buf) {
 351             debug(DBG_ERR, "tlsserverrd: connection from %s lost", addr2string(client->addr));
 352             break;
 353         }
 354         debug(DBG_DBG, "tlsserverrd: got Radius message from %s", addr2string(client->addr));
 355         rq = newrequest();
 356         if (!rq) {
 357             free(buf);
 358             continue;
 359         }
 360         rq->buf = buf;
 361         rq->from = client;
 362         if (!radsrv(rq)) {
 363             debug(DBG_ERR, "tlsserverrd: message authentication/validation failed, closing connection from %s", addr2string(client->addr));
 364             break;
 365         }
 366     }
 367
 368     /* stop writer by setting ssl to NULL and give signal in case waiting for data */
 369     client->ssl = NULL;
 370     pthread_mutex_lock(&client->replyq->mutex);
 371     pthread_cond_signal(&client->replyq->cond);
 372     pthread_mutex_unlock(&client->replyq->mutex);
 373     debug(DBG_DBG, "tlsserverrd: waiting for writer to end");
 374     pthread_join(tlsserverwrth, NULL);
 375     debug(DBG_DBG, "tlsserverrd: reader for %s exiting", addr2string(client->addr));
 376 }
 377
 378 void *tlsservernew(void *arg) {
 379     int s;
 380     struct sockaddr_storage from;
 381     socklen_t fromlen = sizeof(from);
 382     struct clsrvconf *conf;
 383     struct list_node *cur = NULL;
 384     SSL *ssl = NULL;
 385     X509 *cert = NULL;
 386     SSL_CTX *ctx = NULL;
 387     unsigned long error;
 388     struct client *client;
 389
 390     s = *(int *)arg;
 391     if (getpeername(s, (struct sockaddr *)&from, &fromlen)) {
 392         debug(DBG_DBG, "tlsservernew: getpeername failed, exiting");
 393         goto exit;
 394     }
 395     debug(DBG_WARN, "tlsservernew: incoming TLS connection from %s", addr2string((struct sockaddr *)&from));
 396
 397     conf = find_clconf(handle, (struct sockaddr *)&from, &cur);
 398     if (conf) {
 399         ctx = tlsgetctx(handle, conf->tlsconf);
 400         if (!ctx)
 401             goto exit;
 402         ssl = SSL_new(ctx);
 403         if (!ssl)
 404             goto exit;
 405         SSL_set_fd(ssl, s);
 406
 407         if (SSL_accept(ssl) <= 0) {
 408             while ((error = ERR_get_error()))
 409                 debug(DBG_ERR, "tlsservernew: SSL: %s", ERR_error_string(error, NULL));
 410             debug(DBG_ERR, "tlsservernew: SSL_accept failed");
 411             goto exit;
 412         }
 413         cert = verifytlscert(ssl);
 414         if (!cert)
 415             goto exit;
 416     }
 417
 418     while (conf) {
 419         if (verifyconfcert(cert, conf)) {
 420             X509_free(cert);
 421             client = addclient(conf, 1);
 422             if (client) {
 423                 client->ssl = ssl;
 424                 client->addr = addr_copy((struct sockaddr *)&from);
 425                 tlsserverrd(client);
 426                 removeclient(client);
 427             } else
 428                 debug(DBG_WARN, "tlsservernew: failed to create new client instance");
 429             goto exit;
 430         }
 431         conf = find_clconf(handle, (struct sockaddr *)&from, &cur);
 432     }
 433     debug(DBG_WARN, "tlsservernew: ignoring request, no matching TLS client");
 434     if (cert)
 435         X509_free(cert);
 436
 437  exit:
 438     if (ssl) {
 439         SSL_shutdown(ssl);
 440         SSL_free(ssl);
 441     }
 442     ERR_remove_state(0);
 443     shutdown(s, SHUT_RDWR);
 444     close(s);
 445     pthread_exit(NULL);
 446 }
 447
 448 void *tlslistener(void *arg) {
 449     pthread_t tlsserverth;
 450     int s, *sp = (int *)arg;
 451     struct sockaddr_storage from;
 452     socklen_t fromlen = sizeof(from);
 453
 454     listen(*sp, 0);
 455
 456     for (;;) {
 457         s = accept(*sp, (struct sockaddr *)&from, &fromlen);
 458         if (s < 0) {
 459             debug(DBG_WARN, "accept failed");
 460             continue;
 461         }
 462         if (pthread_create(&tlsserverth, NULL, tlsservernew, (void *)&s)) {
 463             debug(DBG_ERR, "tlslistener: pthread_create failed");
 464             shutdown(s, SHUT_RDWR);
 465             close(s);
 466             continue;
 467         }
 468         pthread_detach(tlsserverth);
 469     }
 470     free(sp);
 471     return NULL;
 472 }
 473 #else
 474 const struct protodefs *tlsinit(uint8_t h) {
 475     return NULL;
 476 }
 477 #endif