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