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