TLS: when tls_certificates unset, generate a selfsigned cert
[exim.git] / src / src / tls-gnu.c
1 /*************************************************
2 *     Exim - an Internet mail transport agent    *
3 *************************************************/
4
5 /* Copyright (c) University of Cambridge 1995 - 2015 */
6 /* See the file NOTICE for conditions of use and distribution. */
7
8 /* Copyright (c) Phil Pennock 2012 */
9
10 /* This file provides TLS/SSL support for Exim using the GnuTLS library,
11 one of the available supported implementations.  This file is #included into
12 tls.c when USE_GNUTLS has been set.
13
14 The code herein is a revamp of GnuTLS integration using the current APIs; the
15 original tls-gnu.c was based on a patch which was contributed by Nikos
16 Mavroyanopoulos.  The revamp is partially a rewrite, partially cut&paste as
17 appropriate.
18
19 APIs current as of GnuTLS 2.12.18; note that the GnuTLS manual is for GnuTLS 3,
20 which is not widely deployed by OS vendors.  Will note issues below, which may
21 assist in updating the code in the future.  Another sources of hints is
22 mod_gnutls for Apache (SNI callback registration and handling).
23
24 Keeping client and server variables more split than before and is currently
25 the norm, in anticipation of TLS in ACL callouts.
26
27 I wanted to switch to gnutls_certificate_set_verify_function() so that
28 certificate rejection could happen during handshake where it belongs, rather
29 than being dropped afterwards, but that was introduced in 2.10.0 and Debian
30 (6.0.5) is still on 2.8.6.  So for now we have to stick with sub-par behaviour.
31
32 (I wasn't looking for libraries quite that old, when updating to get rid of
33 compiler warnings of deprecated APIs.  If it turns out that a lot of the rest
34 require current GnuTLS, then we'll drop support for the ancient libraries).
35 */
36
37 #include <gnutls/gnutls.h>
38 /* needed for cert checks in verification and DN extraction: */
39 #include <gnutls/x509.h>
40 /* man-page is incorrect, gnutls_rnd() is not in gnutls.h: */
41 #include <gnutls/crypto.h>
42 /* needed to disable PKCS11 autoload unless requested */
43 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x020c00
44 # include <gnutls/pkcs11.h>
45 #endif
46 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER < 0x030103 && !defined(DISABLE_OCSP)
47 # warning "GnuTLS library version too old; define DISABLE_OCSP in Makefile"
48 # define DISABLE_OCSP
49 #endif
50 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER < 0x020a00 && !defined(DISABLE_EVENT)
51 # warning "GnuTLS library version too old; tls:cert event unsupported"
52 # define DISABLE_EVENT
53 #endif
54 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030306
55 # define SUPPORT_CA_DIR
56 #else
57 # undef  SUPPORT_CA_DIR
58 #endif
59 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030014
60 # define SUPPORT_SYSDEFAULT_CABUNDLE
61 #endif
62
63 #ifndef DISABLE_OCSP
64 # include <gnutls/ocsp.h>
65 #endif
66
67 /* GnuTLS 2 vs 3
68
69 GnuTLS 3 only:
70   gnutls_global_set_audit_log_function()
71
72 Changes:
73   gnutls_certificate_verify_peers2(): is new, drop the 2 for old version
74 */
75
76 /* Local static variables for GnuTLS */
77
78 /* Values for verify_requirement */
79
80 enum peer_verify_requirement
81   { VERIFY_NONE, VERIFY_OPTIONAL, VERIFY_REQUIRED };
82
83 /* This holds most state for server or client; with this, we can set up an
84 outbound TLS-enabled connection in an ACL callout, while not stomping all
85 over the TLS variables available for expansion.
86
87 Some of these correspond to variables in globals.c; those variables will
88 be set to point to content in one of these instances, as appropriate for
89 the stage of the process lifetime.
90
91 Not handled here: global tls_channelbinding_b64.
92 */
93
94 typedef struct exim_gnutls_state {
95   gnutls_session_t      session;
96   gnutls_certificate_credentials_t x509_cred;
97   gnutls_priority_t     priority_cache;
98   enum peer_verify_requirement verify_requirement;
99   int                   fd_in;
100   int                   fd_out;
101   BOOL                  peer_cert_verified;
102   BOOL                  trigger_sni_changes;
103   BOOL                  have_set_peerdn;
104   const struct host_item *host;
105   gnutls_x509_crt_t     peercert;
106   uschar                *peerdn;
107   uschar                *ciphersuite;
108   uschar                *received_sni;
109
110   const uschar *tls_certificate;
111   const uschar *tls_privatekey;
112   const uschar *tls_sni; /* client send only, not received */
113   const uschar *tls_verify_certificates;
114   const uschar *tls_crl;
115   const uschar *tls_require_ciphers;
116
117   uschar *exp_tls_certificate;
118   uschar *exp_tls_privatekey;
119   uschar *exp_tls_verify_certificates;
120   uschar *exp_tls_crl;
121   uschar *exp_tls_require_ciphers;
122   uschar *exp_tls_ocsp_file;
123   const uschar *exp_tls_verify_cert_hostnames;
124 #ifndef DISABLE_EVENT
125   uschar *event_action;
126 #endif
127
128   tls_support *tlsp;    /* set in tls_init() */
129
130   uschar *xfer_buffer;
131   int xfer_buffer_lwm;
132   int xfer_buffer_hwm;
133   int xfer_eof;
134   int xfer_error;
135 } exim_gnutls_state_st;
136
137 static const exim_gnutls_state_st exim_gnutls_state_init = {
138   NULL, NULL, NULL, VERIFY_NONE, -1, -1, FALSE, FALSE, FALSE,
139   NULL, NULL, NULL, NULL,
140   NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
141   NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
142   NULL,
143 #ifndef DISABLE_EVENT
144                                             NULL,
145 #endif
146   NULL,
147   NULL, 0, 0, 0, 0,
148 };
149
150 /* Not only do we have our own APIs which don't pass around state, assuming
151 it's held in globals, GnuTLS doesn't appear to let us register callback data
152 for callbacks, or as part of the session, so we have to keep a "this is the
153 context we're currently dealing with" pointer and rely upon being
154 single-threaded to keep from processing data on an inbound TLS connection while
155 talking to another TLS connection for an outbound check.  This does mean that
156 there's no way for heart-beats to be responded to, for the duration of the
157 second connection.
158 XXX But see gnutls_session_get_ptr()
159 */
160
161 static exim_gnutls_state_st state_server, state_client;
162
163 /* dh_params are initialised once within the lifetime of a process using TLS;
164 if we used TLS in a long-lived daemon, we'd have to reconsider this.  But we
165 don't want to repeat this. */
166
167 static gnutls_dh_params_t dh_server_params = NULL;
168
169 /* No idea how this value was chosen; preserving it.  Default is 3600. */
170
171 static const int ssl_session_timeout = 200;
172
173 static const char * const exim_default_gnutls_priority = "NORMAL";
174
175 /* Guard library core initialisation */
176
177 static BOOL exim_gnutls_base_init_done = FALSE;
178
179 #ifndef DISABLE_OCSP
180 static BOOL gnutls_buggy_ocsp = FALSE;
181 #endif
182
183
184 /* ------------------------------------------------------------------------ */
185 /* macros */
186
187 #define MAX_HOST_LEN 255
188
189 /* Set this to control gnutls_global_set_log_level(); values 0 to 9 will setup
190 the library logging; a value less than 0 disables the calls to set up logging
191 callbacks. */
192 #ifndef EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL
193 # define EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL -1
194 #endif
195
196 #ifndef EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS
197 # define EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS 1024
198 #endif
199
200 /* With GnuTLS 2.12.x+ we have gnutls_sec_param_to_pk_bits() with which we
201 can ask for a bit-strength.  Without that, we stick to the constant we had
202 before, for now. */
203 #ifndef EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12
204 # define EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12 1024
205 #endif
206
207 #define exim_gnutls_err_check(Label) do { \
208   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) { return tls_error((Label), gnutls_strerror(rc), host); } } while (0)
209
210 #define expand_check_tlsvar(Varname) expand_check(state->Varname, US #Varname, &state->exp_##Varname)
211
212 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x020c00
213 # define HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
214 # define HAVE_GNUTLS_SEC_PARAM_CONSTANTS
215 # define HAVE_GNUTLS_RND
216 /* The security fix we provide with the gnutls_allow_auto_pkcs11 option
217  * (4.82 PP/09) introduces a compatibility regression. The symbol simply
218  * isn't available sometimes, so this needs to become a conditional
219  * compilation; the sanest way to deal with this being a problem on
220  * older OSes is to block it in the Local/Makefile with this compiler
221  * definition  */
222 # ifndef AVOID_GNUTLS_PKCS11
223 #  define HAVE_GNUTLS_PKCS11
224 # endif /* AVOID_GNUTLS_PKCS11 */
225 #endif
226
227
228
229
230 /* ------------------------------------------------------------------------ */
231 /* Callback declarations */
232
233 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
234 static void exim_gnutls_logger_cb(int level, const char *message);
235 #endif
236
237 static int exim_sni_handling_cb(gnutls_session_t session);
238
239 #ifndef DISABLE_OCSP
240 static int server_ocsp_stapling_cb(gnutls_session_t session, void * ptr,
241   gnutls_datum_t * ocsp_response);
242 #endif
243
244
245
246 /* ------------------------------------------------------------------------ */
247 /* Static functions */
248
249 /*************************************************
250 *               Handle TLS error                 *
251 *************************************************/
252
253 /* Called from lots of places when errors occur before actually starting to do
254 the TLS handshake, that is, while the session is still in clear. Always returns
255 DEFER for a server and FAIL for a client so that most calls can use "return
256 tls_error(...)" to do this processing and then give an appropriate return. A
257 single function is used for both server and client, because it is called from
258 some shared functions.
259
260 Argument:
261   prefix    text to include in the logged error
262   msg       additional error string (may be NULL)
263             usually obtained from gnutls_strerror()
264   host      NULL if setting up a server;
265             the connected host if setting up a client
266
267 Returns:    OK/DEFER/FAIL
268 */
269
270 static int
271 tls_error(const uschar *prefix, const char *msg, const host_item *host)
272 {
273 if (host)
274   {
275   log_write(0, LOG_MAIN, "H=%s [%s] TLS error on connection (%s)%s%s",
276       host->name, host->address, prefix, msg ? ": " : "", msg ? msg : "");
277   return FAIL;
278   }
279 else
280   {
281   uschar *conn_info = smtp_get_connection_info();
282   if (Ustrncmp(conn_info, US"SMTP ", 5) == 0)
283     conn_info += 5;
284   /* I'd like to get separated H= here, but too hard for now */
285   log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error on %s (%s)%s%s",
286       conn_info, prefix, msg ? ": " : "", msg ? msg : "");
287   return DEFER;
288   }
289 }
290
291
292
293
294 /*************************************************
295 *    Deal with logging errors during I/O         *
296 *************************************************/
297
298 /* We have to get the identity of the peer from saved data.
299
300 Argument:
301   state    the current GnuTLS exim state container
302   rc       the GnuTLS error code, or 0 if it's a local error
303   when     text identifying read or write
304   text     local error text when ec is 0
305
306 Returns:   nothing
307 */
308
309 static void
310 record_io_error(exim_gnutls_state_st *state, int rc, uschar *when, uschar *text)
311 {
312 const char *msg;
313
314 if (rc == GNUTLS_E_FATAL_ALERT_RECEIVED)
315   msg = CS string_sprintf("%s: %s", US gnutls_strerror(rc),
316     US gnutls_alert_get_name(gnutls_alert_get(state->session)));
317 else
318   msg = gnutls_strerror(rc);
319
320 tls_error(when, msg, state->host);
321 }
322
323
324
325
326 /*************************************************
327 *        Set various Exim expansion vars         *
328 *************************************************/
329
330 #define exim_gnutls_cert_err(Label) \
331   do \
332     { \
333     if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) \
334       { \
335       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: cert problem: %s: %s\n", \
336         (Label), gnutls_strerror(rc)); \
337       return rc; \
338       } \
339     } while (0)
340
341 static int
342 import_cert(const gnutls_datum_t * cert, gnutls_x509_crt_t * crtp)
343 {
344 int rc;
345
346 rc = gnutls_x509_crt_init(crtp);
347 exim_gnutls_cert_err(US"gnutls_x509_crt_init (crt)");
348
349 rc = gnutls_x509_crt_import(*crtp, cert, GNUTLS_X509_FMT_DER);
350 exim_gnutls_cert_err(US"failed to import certificate [gnutls_x509_crt_import(cert)]");
351
352 return rc;
353 }
354
355 #undef exim_gnutls_cert_err
356
357
358 /* We set various Exim global variables from the state, once a session has
359 been established.  With TLS callouts, may need to change this to stack
360 variables, or just re-call it with the server state after client callout
361 has finished.
362
363 Make sure anything set here is unset in tls_getc().
364
365 Sets:
366   tls_active                fd
367   tls_bits                  strength indicator
368   tls_certificate_verified  bool indicator
369   tls_channelbinding_b64    for some SASL mechanisms
370   tls_cipher                a string
371   tls_peercert              pointer to library internal
372   tls_peerdn                a string
373   tls_sni                   a (UTF-8) string
374   tls_ourcert               pointer to library internal
375
376 Argument:
377   state      the relevant exim_gnutls_state_st *
378 */
379
380 static void
381 extract_exim_vars_from_tls_state(exim_gnutls_state_st * state)
382 {
383 gnutls_cipher_algorithm_t cipher;
384 #ifdef HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
385 int old_pool;
386 int rc;
387 gnutls_datum_t channel;
388 #endif
389 tls_support * tlsp = state->tlsp;
390
391 tlsp->active = state->fd_out;
392
393 cipher = gnutls_cipher_get(state->session);
394 /* returns size in "bytes" */
395 tlsp->bits = gnutls_cipher_get_key_size(cipher) * 8;
396
397 tlsp->cipher = state->ciphersuite;
398
399 DEBUG(D_tls) debug_printf("cipher: %s\n", state->ciphersuite);
400
401 tlsp->certificate_verified = state->peer_cert_verified;
402
403 /* note that tls_channelbinding_b64 is not saved to the spool file, since it's
404 only available for use for authenticators while this TLS session is running. */
405
406 tls_channelbinding_b64 = NULL;
407 #ifdef HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
408 channel.data = NULL;
409 channel.size = 0;
410 rc = gnutls_session_channel_binding(state->session, GNUTLS_CB_TLS_UNIQUE, &channel);
411 if (rc) {
412   DEBUG(D_tls) debug_printf("Channel binding error: %s\n", gnutls_strerror(rc));
413 } else {
414   old_pool = store_pool;
415   store_pool = POOL_PERM;
416   tls_channelbinding_b64 = b64encode(channel.data, (int)channel.size);
417   store_pool = old_pool;
418   DEBUG(D_tls) debug_printf("Have channel bindings cached for possible auth usage.\n");
419 }
420 #endif
421
422 /* peercert is set in peer_status() */
423 tlsp->peerdn = state->peerdn;
424 tlsp->sni =    state->received_sni;
425
426 /* record our certificate */
427   {
428   const gnutls_datum_t * cert = gnutls_certificate_get_ours(state->session);
429   gnutls_x509_crt_t crt;
430
431   tlsp->ourcert = cert && import_cert(cert, &crt)==0 ? crt : NULL;
432   }
433 }
434
435
436
437
438 /*************************************************
439 *            Setup up DH parameters              *
440 *************************************************/
441
442 /* Generating the D-H parameters may take a long time. They only need to
443 be re-generated every so often, depending on security policy. What we do is to
444 keep these parameters in a file in the spool directory. If the file does not
445 exist, we generate them. This means that it is easy to cause a regeneration.
446
447 The new file is written as a temporary file and renamed, so that an incomplete
448 file is never present. If two processes both compute some new parameters, you
449 waste a bit of effort, but it doesn't seem worth messing around with locking to
450 prevent this.
451
452 Returns:     OK/DEFER/FAIL
453 */
454
455 static int
456 init_server_dh(void)
457 {
458 int fd, rc;
459 unsigned int dh_bits;
460 gnutls_datum_t m;
461 uschar filename_buf[PATH_MAX];
462 uschar *filename = NULL;
463 size_t sz;
464 uschar *exp_tls_dhparam;
465 BOOL use_file_in_spool = FALSE;
466 BOOL use_fixed_file = FALSE;
467 host_item *host = NULL; /* dummy for macros */
468
469 DEBUG(D_tls) debug_printf("Initialising GnuTLS server params.\n");
470
471 rc = gnutls_dh_params_init(&dh_server_params);
472 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_init");
473
474 m.data = NULL;
475 m.size = 0;
476
477 if (!expand_check(tls_dhparam, US"tls_dhparam", &exp_tls_dhparam))
478   return DEFER;
479
480 if (!exp_tls_dhparam)
481   {
482   DEBUG(D_tls) debug_printf("Loading default hard-coded DH params\n");
483   m.data = US std_dh_prime_default();
484   m.size = Ustrlen(m.data);
485   }
486 else if (Ustrcmp(exp_tls_dhparam, "historic") == 0)
487   use_file_in_spool = TRUE;
488 else if (Ustrcmp(exp_tls_dhparam, "none") == 0)
489   {
490   DEBUG(D_tls) debug_printf("Requested no DH parameters.\n");
491   return OK;
492   }
493 else if (exp_tls_dhparam[0] != '/')
494   {
495   m.data = US std_dh_prime_named(exp_tls_dhparam);
496   if (m.data == NULL)
497     return tls_error(US"No standard prime named", CS exp_tls_dhparam, NULL);
498   m.size = Ustrlen(m.data);
499   }
500 else
501   {
502   use_fixed_file = TRUE;
503   filename = exp_tls_dhparam;
504   }
505
506 if (m.data)
507   {
508   rc = gnutls_dh_params_import_pkcs3(dh_server_params, &m, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
509   exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_import_pkcs3");
510   DEBUG(D_tls) debug_printf("Loaded fixed standard D-H parameters\n");
511   return OK;
512   }
513
514 #ifdef HAVE_GNUTLS_SEC_PARAM_CONSTANTS
515 /* If you change this constant, also change dh_param_fn_ext so that we can use a
516 different filename and ensure we have sufficient bits. */
517 dh_bits = gnutls_sec_param_to_pk_bits(GNUTLS_PK_DH, GNUTLS_SEC_PARAM_NORMAL);
518 if (!dh_bits)
519   return tls_error(US"gnutls_sec_param_to_pk_bits() failed", NULL, NULL);
520 DEBUG(D_tls)
521   debug_printf("GnuTLS tells us that for D-H PK, NORMAL is %d bits.\n",
522       dh_bits);
523 #else
524 dh_bits = EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12;
525 DEBUG(D_tls)
526   debug_printf("GnuTLS lacks gnutls_sec_param_to_pk_bits(), using %d bits.\n",
527       dh_bits);
528 #endif
529
530 /* Some clients have hard-coded limits. */
531 if (dh_bits > tls_dh_max_bits)
532   {
533   DEBUG(D_tls)
534     debug_printf("tls_dh_max_bits clamping override, using %d bits instead.\n",
535         tls_dh_max_bits);
536   dh_bits = tls_dh_max_bits;
537   }
538
539 if (use_file_in_spool)
540   {
541   if (!string_format(filename_buf, sizeof(filename_buf),
542         "%s/gnutls-params-%d", spool_directory, dh_bits))
543     return tls_error(US"overlong filename", NULL, NULL);
544   filename = filename_buf;
545   }
546
547 /* Open the cache file for reading and if successful, read it and set up the
548 parameters. */
549
550 fd = Uopen(filename, O_RDONLY, 0);
551 if (fd >= 0)
552   {
553   struct stat statbuf;
554   FILE *fp;
555   int saved_errno;
556
557   if (fstat(fd, &statbuf) < 0)  /* EIO */
558     {
559     saved_errno = errno;
560     (void)close(fd);
561     return tls_error(US"TLS cache stat failed", strerror(saved_errno), NULL);
562     }
563   if (!S_ISREG(statbuf.st_mode))
564     {
565     (void)close(fd);
566     return tls_error(US"TLS cache not a file", NULL, NULL);
567     }
568   fp = fdopen(fd, "rb");
569   if (!fp)
570     {
571     saved_errno = errno;
572     (void)close(fd);
573     return tls_error(US"fdopen(TLS cache stat fd) failed",
574         strerror(saved_errno), NULL);
575     }
576
577   m.size = statbuf.st_size;
578   m.data = malloc(m.size);
579   if (m.data == NULL)
580     {
581     fclose(fp);
582     return tls_error(US"malloc failed", strerror(errno), NULL);
583     }
584   sz = fread(m.data, m.size, 1, fp);
585   if (!sz)
586     {
587     saved_errno = errno;
588     fclose(fp);
589     free(m.data);
590     return tls_error(US"fread failed", strerror(saved_errno), NULL);
591     }
592   fclose(fp);
593
594   rc = gnutls_dh_params_import_pkcs3(dh_server_params, &m, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
595   free(m.data);
596   exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_import_pkcs3");
597   DEBUG(D_tls) debug_printf("read D-H parameters from file \"%s\"\n", filename);
598   }
599
600 /* If the file does not exist, fall through to compute new data and cache it.
601 If there was any other opening error, it is serious. */
602
603 else if (errno == ENOENT)
604   {
605   rc = -1;
606   DEBUG(D_tls)
607     debug_printf("D-H parameter cache file \"%s\" does not exist\n", filename);
608   }
609 else
610   return tls_error(string_open_failed(errno, "\"%s\" for reading", filename),
611       NULL, NULL);
612
613 /* If ret < 0, either the cache file does not exist, or the data it contains
614 is not useful. One particular case of this is when upgrading from an older
615 release of Exim in which the data was stored in a different format. We don't
616 try to be clever and support both formats; we just regenerate new data in this
617 case. */
618
619 if (rc < 0)
620   {
621   uschar *temp_fn;
622   unsigned int dh_bits_gen = dh_bits;
623
624   if ((PATH_MAX - Ustrlen(filename)) < 10)
625     return tls_error(US"Filename too long to generate replacement",
626         CS filename, NULL);
627
628   temp_fn = string_copy(US "%s.XXXXXXX");
629   fd = mkstemp(CS temp_fn); /* modifies temp_fn */
630   if (fd < 0)
631     return tls_error(US"Unable to open temp file", strerror(errno), NULL);
632   (void)fchown(fd, exim_uid, exim_gid);   /* Probably not necessary */
633
634   /* GnuTLS overshoots!
635    * If we ask for 2236, we might get 2237 or more.
636    * But there's no way to ask GnuTLS how many bits there really are.
637    * We can ask how many bits were used in a TLS session, but that's it!
638    * The prime itself is hidden behind too much abstraction.
639    * So we ask for less, and proceed on a wing and a prayer.
640    * First attempt, subtracted 3 for 2233 and got 2240.
641    */
642   if (dh_bits >= EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS + 10)
643     {
644     dh_bits_gen = dh_bits - 10;
645     DEBUG(D_tls)
646       debug_printf("being paranoid about DH generation, make it '%d' bits'\n",
647           dh_bits_gen);
648     }
649
650   DEBUG(D_tls)
651     debug_printf("requesting generation of %d bit Diffie-Hellman prime ...\n",
652         dh_bits_gen);
653   rc = gnutls_dh_params_generate2(dh_server_params, dh_bits_gen);
654   exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_generate2");
655
656   /* gnutls_dh_params_export_pkcs3() will tell us the exact size, every time,
657   and I confirmed that a NULL call to get the size first is how the GnuTLS
658   sample apps handle this. */
659
660   sz = 0;
661   m.data = NULL;
662   rc = gnutls_dh_params_export_pkcs3(dh_server_params, GNUTLS_X509_FMT_PEM,
663       m.data, &sz);
664   if (rc != GNUTLS_E_SHORT_MEMORY_BUFFER)
665     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_export_pkcs3(NULL) sizing");
666   m.size = sz;
667   m.data = malloc(m.size);
668   if (m.data == NULL)
669     return tls_error(US"memory allocation failed", strerror(errno), NULL);
670   /* this will return a size 1 less than the allocation size above */
671   rc = gnutls_dh_params_export_pkcs3(dh_server_params, GNUTLS_X509_FMT_PEM,
672       m.data, &sz);
673   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
674     {
675     free(m.data);
676     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_export_pkcs3() real");
677     }
678   m.size = sz; /* shrink by 1, probably */
679
680   sz = write_to_fd_buf(fd, m.data, (size_t) m.size);
681   if (sz != m.size)
682     {
683     free(m.data);
684     return tls_error(US"TLS cache write D-H params failed",
685         strerror(errno), NULL);
686     }
687   free(m.data);
688   sz = write_to_fd_buf(fd, US"\n", 1);
689   if (sz != 1)
690     return tls_error(US"TLS cache write D-H params final newline failed",
691         strerror(errno), NULL);
692
693   rc = close(fd);
694   if (rc)
695     return tls_error(US"TLS cache write close() failed",
696         strerror(errno), NULL);
697
698   if (Urename(temp_fn, filename) < 0)
699     return tls_error(string_sprintf("failed to rename \"%s\" as \"%s\"",
700           temp_fn, filename), strerror(errno), NULL);
701
702   DEBUG(D_tls) debug_printf("wrote D-H parameters to file \"%s\"\n", filename);
703   }
704
705 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialized server D-H parameters\n");
706 return OK;
707 }
708
709
710
711
712 /* Create and install a selfsigned certificate, for use in server mode */
713
714 static int
715 tls_install_selfsign(exim_gnutls_state_st * state)
716 {
717 gnutls_x509_crt_t cert = NULL;
718 time_t now;
719 gnutls_x509_privkey_t pkey = NULL;
720 const uschar * where;
721 int rc;
722
723 where = US"initialising pkey";
724 if ((rc = gnutls_x509_privkey_init(&pkey))) goto err;
725
726 where = US"initialising cert";
727 if ((rc = gnutls_x509_crt_init(&cert))) goto err;
728
729 where = US"generating pkey";
730 if ((rc = gnutls_x509_privkey_generate(pkey, GNUTLS_PK_RSA,
731             gnutls_sec_param_to_pk_bits(GNUTLS_PK_RSA, GNUTLS_SEC_PARAM_LOW),
732             0)))                        /* _to_pk_bits() Since: 2.12.0 */
733   goto err;
734
735 where = US"configuring cert";
736 now = 0;
737 if (  (rc = gnutls_x509_crt_set_version(cert, 3))
738    || (rc = gnutls_x509_crt_set_serial(cert, &now, sizeof(now)))
739    || (rc = gnutls_x509_crt_set_activation_time(cert, now = time(NULL)))
740    || (rc = gnutls_x509_crt_set_expiration_time(cert, now + 60 * 60)) /* 1 hr */
741    || (rc = gnutls_x509_crt_set_key(cert, pkey))
742
743    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
744               GNUTLS_OID_X520_COUNTRY_NAME, 0, "UK", 2))
745    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
746               GNUTLS_OID_X520_ORGANIZATION_NAME, 0, "Exim Developers", 15))
747    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
748               GNUTLS_OID_X520_COMMON_NAME, 0,
749               smtp_active_hostname, Ustrlen(smtp_active_hostname)))
750    )
751   goto err;
752
753 where = US"signing cert";
754 if ((rc = gnutls_x509_crt_sign(cert, cert, pkey))) goto err;
755
756 where = US"installing selfsign cert";
757                                         /* Since: 2.4.0 */
758 if ((rc = gnutls_certificate_set_x509_key(state->x509_cred, &cert, 1, pkey)))
759   goto err;
760
761 rc = OK;
762
763 out:
764   if (cert) gnutls_x509_crt_deinit(cert);
765   if (pkey) gnutls_x509_privkey_deinit(pkey);
766   return rc;
767
768 err:
769   rc = tls_error(where, gnutls_strerror(rc), NULL);
770   goto out;
771 }
772
773
774
775
776 /*************************************************
777 *       Variables re-expanded post-SNI           *
778 *************************************************/
779
780 /* Called from both server and client code, via tls_init(), and also from
781 the SNI callback after receiving an SNI, if tls_certificate includes "tls_sni".
782
783 We can tell the two apart by state->received_sni being non-NULL in callback.
784
785 The callback should not call us unless state->trigger_sni_changes is true,
786 which we are responsible for setting on the first pass through.
787
788 Arguments:
789   state           exim_gnutls_state_st *
790
791 Returns:          OK/DEFER/FAIL
792 */
793
794 static int
795 tls_expand_session_files(exim_gnutls_state_st *state)
796 {
797 struct stat statbuf;
798 int rc;
799 const host_item *host = state->host;  /* macro should be reconsidered? */
800 uschar *saved_tls_certificate = NULL;
801 uschar *saved_tls_privatekey = NULL;
802 uschar *saved_tls_verify_certificates = NULL;
803 uschar *saved_tls_crl = NULL;
804 int cert_count;
805
806 /* We check for tls_sni *before* expansion. */
807 if (!host)      /* server */
808   if (!state->received_sni)
809     {
810     if (state->tls_certificate &&
811         (Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_sni") ||
812          Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_in_sni") ||
813          Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_out_sni")
814        ))
815       {
816       DEBUG(D_tls) debug_printf("We will re-expand TLS session files if we receive SNI.\n");
817       state->trigger_sni_changes = TRUE;
818       }
819     }
820   else
821     {
822     /* useful for debugging */
823     saved_tls_certificate = state->exp_tls_certificate;
824     saved_tls_privatekey = state->exp_tls_privatekey;
825     saved_tls_verify_certificates = state->exp_tls_verify_certificates;
826     saved_tls_crl = state->exp_tls_crl;
827     }
828
829 rc = gnutls_certificate_allocate_credentials(&state->x509_cred);
830 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_certificate_allocate_credentials");
831
832 /* remember: expand_check_tlsvar() is expand_check() but fiddling with
833 state members, assuming consistent naming; and expand_check() returns
834 false if expansion failed, unless expansion was forced to fail. */
835
836 /* check if we at least have a certificate, before doing expensive
837 D-H generation. */
838
839 if (!expand_check_tlsvar(tls_certificate))
840   return DEFER;
841
842 /* certificate is mandatory in server, optional in client */
843
844 if (  !state->exp_tls_certificate
845    || !*state->exp_tls_certificate
846    )
847   if (!host)
848     return tls_install_selfsign(state);
849   else
850     DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: no client certificate specified; okay\n");
851
852 if (state->tls_privatekey && !expand_check_tlsvar(tls_privatekey))
853   return DEFER;
854
855 /* tls_privatekey is optional, defaulting to same file as certificate */
856
857 if (state->tls_privatekey == NULL || *state->tls_privatekey == '\0')
858   {
859   state->tls_privatekey = state->tls_certificate;
860   state->exp_tls_privatekey = state->exp_tls_certificate;
861   }
862
863
864 if (state->exp_tls_certificate && *state->exp_tls_certificate)
865   {
866   DEBUG(D_tls) debug_printf("certificate file = %s\nkey file = %s\n",
867       state->exp_tls_certificate, state->exp_tls_privatekey);
868
869   if (state->received_sni)
870     if (  Ustrcmp(state->exp_tls_certificate, saved_tls_certificate) == 0
871        && Ustrcmp(state->exp_tls_privatekey,  saved_tls_privatekey)  == 0
872        )
873       {
874       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS SNI: cert and key unchanged\n");
875       }
876     else
877       {
878       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS SNI: have a changed cert/key pair.\n");
879       }
880
881   rc = gnutls_certificate_set_x509_key_file(state->x509_cred,
882       CS state->exp_tls_certificate, CS state->exp_tls_privatekey,
883       GNUTLS_X509_FMT_PEM);
884   exim_gnutls_err_check(
885       string_sprintf("cert/key setup: cert=%s key=%s",
886         state->exp_tls_certificate, state->exp_tls_privatekey));
887   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: cert/key registered\n");
888   } /* tls_certificate */
889
890
891 /* Set the OCSP stapling server info */
892
893 #ifndef DISABLE_OCSP
894 if (  !host     /* server */
895    && tls_ocsp_file
896    )
897   {
898   if (gnutls_buggy_ocsp)
899     {
900     DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS library is buggy for OCSP; avoiding\n");
901     }
902   else
903     {
904     if (!expand_check(tls_ocsp_file, US"tls_ocsp_file",
905           &state->exp_tls_ocsp_file))
906       return DEFER;
907
908     /* Use the full callback method for stapling just to get observability.
909     More efficient would be to read the file once only, if it never changed
910     (due to SNI). Would need restart on file update, or watch datestamp.  */
911
912     gnutls_certificate_set_ocsp_status_request_function(state->x509_cred,
913       server_ocsp_stapling_cb, state->exp_tls_ocsp_file);
914
915     DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP response file = %s\n", state->exp_tls_ocsp_file);
916     }
917   }
918 #endif
919
920
921 /* Set the trusted CAs file if one is provided, and then add the CRL if one is
922 provided. Experiment shows that, if the certificate file is empty, an unhelpful
923 error message is provided. However, if we just refrain from setting anything up
924 in that case, certificate verification fails, which seems to be the correct
925 behaviour. */
926
927 if (state->tls_verify_certificates && *state->tls_verify_certificates)
928   {
929   if (!expand_check_tlsvar(tls_verify_certificates))
930     return DEFER;
931 #ifndef SUPPORT_SYSDEFAULT_CABUNDLE
932   if (Ustrcmp(state->exp_tls_verify_certificates, "system") == 0)
933     state->exp_tls_verify_certificates = NULL;
934 #endif
935   if (state->tls_crl && *state->tls_crl)
936     if (!expand_check_tlsvar(tls_crl))
937       return DEFER;
938
939   if (!(state->exp_tls_verify_certificates &&
940         *state->exp_tls_verify_certificates))
941     {
942     DEBUG(D_tls)
943       debug_printf("TLS: tls_verify_certificates expanded empty, ignoring\n");
944     /* With no tls_verify_certificates, we ignore tls_crl too */
945     return OK;
946     }
947   }
948 else
949   {
950   DEBUG(D_tls)
951     debug_printf("TLS: tls_verify_certificates not set or empty, ignoring\n");
952   return OK;
953   }
954
955 #ifdef SUPPORT_SYSDEFAULT_CABUNDLE
956 if (Ustrcmp(state->exp_tls_verify_certificates, "system") == 0)
957   cert_count = gnutls_certificate_set_x509_system_trust(state->x509_cred);
958 else
959 #endif
960   {
961   if (Ustat(state->exp_tls_verify_certificates, &statbuf) < 0)
962     {
963     log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC, "could not stat %s "
964         "(tls_verify_certificates): %s", state->exp_tls_verify_certificates,
965         strerror(errno));
966     return DEFER;
967     }
968
969 #ifndef SUPPORT_CA_DIR
970   /* The test suite passes in /dev/null; we could check for that path explicitly,
971   but who knows if someone has some weird FIFO which always dumps some certs, or
972   other weirdness.  The thing we really want to check is that it's not a
973   directory, since while OpenSSL supports that, GnuTLS does not.
974   So s/!S_ISREG/S_ISDIR/ and change some messaging ... */
975   if (S_ISDIR(statbuf.st_mode))
976     {
977     DEBUG(D_tls)
978       debug_printf("verify certificates path is a dir: \"%s\"\n",
979           state->exp_tls_verify_certificates);
980     log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
981         "tls_verify_certificates \"%s\" is a directory",
982         state->exp_tls_verify_certificates);
983     return DEFER;
984     }
985 #endif
986
987   DEBUG(D_tls) debug_printf("verify certificates = %s size=" OFF_T_FMT "\n",
988           state->exp_tls_verify_certificates, statbuf.st_size);
989
990   if (statbuf.st_size == 0)
991     {
992     DEBUG(D_tls)
993       debug_printf("cert file empty, no certs, no verification, ignoring any CRL\n");
994     return OK;
995     }
996
997   cert_count =
998
999 #ifdef SUPPORT_CA_DIR
1000     (statbuf.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR
1001     ?
1002     gnutls_certificate_set_x509_trust_dir(state->x509_cred,
1003       CS state->exp_tls_verify_certificates, GNUTLS_X509_FMT_PEM)
1004     :
1005 #endif
1006     gnutls_certificate_set_x509_trust_file(state->x509_cred,
1007       CS state->exp_tls_verify_certificates, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
1008   }
1009
1010 if (cert_count < 0)
1011   {
1012   rc = cert_count;
1013   exim_gnutls_err_check(US"setting certificate trust");
1014   }
1015 DEBUG(D_tls) debug_printf("Added %d certificate authorities.\n", cert_count);
1016
1017 if (state->tls_crl && *state->tls_crl &&
1018     state->exp_tls_crl && *state->exp_tls_crl)
1019   {
1020   DEBUG(D_tls) debug_printf("loading CRL file = %s\n", state->exp_tls_crl);
1021   cert_count = gnutls_certificate_set_x509_crl_file(state->x509_cred,
1022       CS state->exp_tls_crl, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
1023   if (cert_count < 0)
1024     {
1025     rc = cert_count;
1026     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_certificate_set_x509_crl_file");
1027     }
1028   DEBUG(D_tls) debug_printf("Processed %d CRLs.\n", cert_count);
1029   }
1030
1031 return OK;
1032 }
1033
1034
1035
1036
1037 /*************************************************
1038 *          Set X.509 state variables             *
1039 *************************************************/
1040
1041 /* In GnuTLS, the registered cert/key are not replaced by a later
1042 set of a cert/key, so for SNI support we need a whole new x509_cred
1043 structure.  Which means various other non-re-expanded pieces of state
1044 need to be re-set in the new struct, so the setting logic is pulled
1045 out to this.
1046
1047 Arguments:
1048   state           exim_gnutls_state_st *
1049
1050 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1051 */
1052
1053 static int
1054 tls_set_remaining_x509(exim_gnutls_state_st *state)
1055 {
1056 int rc;
1057 const host_item *host = state->host;  /* macro should be reconsidered? */
1058
1059 /* Create D-H parameters, or read them from the cache file. This function does
1060 its own SMTP error messaging. This only happens for the server, TLS D-H ignores
1061 client-side params. */
1062
1063 if (!state->host)
1064   {
1065   if (!dh_server_params)
1066     {
1067     rc = init_server_dh();
1068     if (rc != OK) return rc;
1069     }
1070   gnutls_certificate_set_dh_params(state->x509_cred, dh_server_params);
1071   }
1072
1073 /* Link the credentials to the session. */
1074
1075 rc = gnutls_credentials_set(state->session, GNUTLS_CRD_CERTIFICATE, state->x509_cred);
1076 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_credentials_set");
1077
1078 return OK;
1079 }
1080
1081 /*************************************************
1082 *            Initialize for GnuTLS               *
1083 *************************************************/
1084
1085
1086 #ifndef DISABLE_OCSP
1087
1088 static BOOL
1089 tls_is_buggy_ocsp(void)
1090 {
1091 const uschar * s;
1092 uschar maj, mid, mic;
1093
1094 s = CUS gnutls_check_version(NULL);
1095 maj = atoi(CCS s);
1096 if (maj == 3)
1097   {
1098   while (*s && *s != '.') s++;
1099   mid = atoi(CCS ++s);
1100   if (mid <= 2)
1101     return TRUE;
1102   else if (mid >= 5)
1103     return FALSE;
1104   else
1105     {
1106     while (*s && *s != '.') s++;
1107     mic = atoi(CCS ++s);
1108     return mic <= (mid == 3 ? 16 : 3);
1109     }
1110   }
1111 return FALSE;
1112 }
1113
1114 #endif
1115
1116
1117 /* Called from both server and client code. In the case of a server, errors
1118 before actual TLS negotiation return DEFER.
1119
1120 Arguments:
1121   host            connected host, if client; NULL if server
1122   certificate     certificate file
1123   privatekey      private key file
1124   sni             TLS SNI to send, sometimes when client; else NULL
1125   cas             CA certs file
1126   crl             CRL file
1127   require_ciphers tls_require_ciphers setting
1128   caller_state    returned state-info structure
1129
1130 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1131 */
1132
1133 static int
1134 tls_init(
1135     const host_item *host,
1136     const uschar *certificate,
1137     const uschar *privatekey,
1138     const uschar *sni,
1139     const uschar *cas,
1140     const uschar *crl,
1141     const uschar *require_ciphers,
1142     exim_gnutls_state_st **caller_state)
1143 {
1144 exim_gnutls_state_st *state;
1145 int rc;
1146 size_t sz;
1147 const char *errpos;
1148 uschar *p;
1149 BOOL want_default_priorities;
1150
1151 if (!exim_gnutls_base_init_done)
1152   {
1153   DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS global init required.\n");
1154
1155 #ifdef HAVE_GNUTLS_PKCS11
1156   /* By default, gnutls_global_init will init PKCS11 support in auto mode,
1157   which loads modules from a config file, which sounds good and may be wanted
1158   by some sysadmin, but also means in common configurations that GNOME keyring
1159   environment variables are used and so breaks for users calling mailq.
1160   To prevent this, we init PKCS11 first, which is the documented approach. */
1161   if (!gnutls_allow_auto_pkcs11)
1162     {
1163     rc = gnutls_pkcs11_init(GNUTLS_PKCS11_FLAG_MANUAL, NULL);
1164     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_pkcs11_init");
1165     }
1166 #endif
1167
1168   rc = gnutls_global_init();
1169   exim_gnutls_err_check(US"gnutls_global_init");
1170
1171 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
1172   DEBUG(D_tls)
1173     {
1174     gnutls_global_set_log_function(exim_gnutls_logger_cb);
1175     /* arbitrarily chosen level; bump upto 9 for more */
1176     gnutls_global_set_log_level(EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL);
1177     }
1178 #endif
1179
1180 #ifndef DISABLE_OCSP
1181   if (tls_ocsp_file && (gnutls_buggy_ocsp = tls_is_buggy_ocsp()))
1182     log_write(0, LOG_MAIN, "OCSP unusable with this GnuTLS library version");
1183 #endif
1184
1185   exim_gnutls_base_init_done = TRUE;
1186   }
1187
1188 if (host)
1189   {
1190   state = &state_client;
1191   memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
1192   state->tlsp = &tls_out;
1193   DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS client session\n");
1194   rc = gnutls_init(&state->session, GNUTLS_CLIENT);
1195   }
1196 else
1197   {
1198   state = &state_server;
1199   memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
1200   state->tlsp = &tls_in;
1201   DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS server session\n");
1202   rc = gnutls_init(&state->session, GNUTLS_SERVER);
1203   }
1204 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_init");
1205
1206 state->host = host;
1207
1208 state->tls_certificate = certificate;
1209 state->tls_privatekey = privatekey;
1210 state->tls_require_ciphers = require_ciphers;
1211 state->tls_sni = sni;
1212 state->tls_verify_certificates = cas;
1213 state->tls_crl = crl;
1214
1215 /* This handles the variables that might get re-expanded after TLS SNI;
1216 that's tls_certificate, tls_privatekey, tls_verify_certificates, tls_crl */
1217
1218 DEBUG(D_tls)
1219   debug_printf("Expanding various TLS configuration options for session credentials.\n");
1220 rc = tls_expand_session_files(state);
1221 if (rc != OK) return rc;
1222
1223 /* These are all other parts of the x509_cred handling, since SNI in GnuTLS
1224 requires a new structure afterwards. */
1225
1226 rc = tls_set_remaining_x509(state);
1227 if (rc != OK) return rc;
1228
1229 /* set SNI in client, only */
1230 if (host)
1231   {
1232   if (!expand_check(sni, US"tls_out_sni", &state->tlsp->sni))
1233     return DEFER;
1234   if (state->tlsp->sni && *state->tlsp->sni)
1235     {
1236     DEBUG(D_tls)
1237       debug_printf("Setting TLS client SNI to \"%s\"\n", state->tlsp->sni);
1238     sz = Ustrlen(state->tlsp->sni);
1239     rc = gnutls_server_name_set(state->session,
1240         GNUTLS_NAME_DNS, state->tlsp->sni, sz);
1241     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_server_name_set");
1242     }
1243   }
1244 else if (state->tls_sni)
1245   DEBUG(D_tls) debug_printf("*** PROBABLY A BUG *** " \
1246       "have an SNI set for a client [%s]\n", state->tls_sni);
1247
1248 /* This is the priority string support,
1249 http://www.gnutls.org/manual/html_node/Priority-Strings.html
1250 and replaces gnutls_require_kx, gnutls_require_mac & gnutls_require_protocols.
1251 This was backwards incompatible, but means Exim no longer needs to track
1252 all algorithms and provide string forms for them. */
1253
1254 want_default_priorities = TRUE;
1255
1256 if (state->tls_require_ciphers && *state->tls_require_ciphers)
1257   {
1258   if (!expand_check_tlsvar(tls_require_ciphers))
1259     return DEFER;
1260   if (state->exp_tls_require_ciphers && *state->exp_tls_require_ciphers)
1261     {
1262     DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS session cipher/priority \"%s\"\n",
1263         state->exp_tls_require_ciphers);
1264
1265     rc = gnutls_priority_init(&state->priority_cache,
1266         CS state->exp_tls_require_ciphers, &errpos);
1267     want_default_priorities = FALSE;
1268     p = state->exp_tls_require_ciphers;
1269     }
1270   }
1271 if (want_default_priorities)
1272   {
1273   DEBUG(D_tls)
1274     debug_printf("GnuTLS using default session cipher/priority \"%s\"\n",
1275         exim_default_gnutls_priority);
1276   rc = gnutls_priority_init(&state->priority_cache,
1277       exim_default_gnutls_priority, &errpos);
1278   p = US exim_default_gnutls_priority;
1279   }
1280
1281 exim_gnutls_err_check(string_sprintf(
1282       "gnutls_priority_init(%s) failed at offset %ld, \"%.6s..\"",
1283       p, errpos - CS p, errpos));
1284
1285 rc = gnutls_priority_set(state->session, state->priority_cache);
1286 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_priority_set");
1287
1288 gnutls_db_set_cache_expiration(state->session, ssl_session_timeout);
1289
1290 /* Reduce security in favour of increased compatibility, if the admin
1291 decides to make that trade-off. */
1292 if (gnutls_compat_mode)
1293   {
1294 #if LIBGNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x020104
1295   DEBUG(D_tls) debug_printf("lowering GnuTLS security, compatibility mode\n");
1296   gnutls_session_enable_compatibility_mode(state->session);
1297 #else
1298   DEBUG(D_tls) debug_printf("Unable to set gnutls_compat_mode - GnuTLS version too old\n");
1299 #endif
1300   }
1301
1302 *caller_state = state;
1303 return OK;
1304 }
1305
1306
1307
1308 /*************************************************
1309 *            Extract peer information            *
1310 *************************************************/
1311
1312 /* Called from both server and client code.
1313 Only this is allowed to set state->peerdn and state->have_set_peerdn
1314 and we use that to detect double-calls.
1315
1316 NOTE: the state blocks last while the TLS connection is up, which is fine
1317 for logging in the server side, but for the client side, we log after teardown
1318 in src/deliver.c.  While the session is up, we can twist about states and
1319 repoint tls_* globals, but those variables used for logging or other variable
1320 expansion that happens _after_ delivery need to have a longer life-time.
1321
1322 So for those, we get the data from POOL_PERM; the re-invoke guard keeps us from
1323 doing this more than once per generation of a state context.  We set them in
1324 the state context, and repoint tls_* to them.  After the state goes away, the
1325 tls_* copies of the pointers remain valid and client delivery logging is happy.
1326
1327 tls_certificate_verified is a BOOL, so the tls_peerdn and tls_cipher issues
1328 don't apply.
1329
1330 Arguments:
1331   state           exim_gnutls_state_st *
1332
1333 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1334 */
1335
1336 static int
1337 peer_status(exim_gnutls_state_st *state)
1338 {
1339 uschar cipherbuf[256];
1340 const gnutls_datum_t *cert_list;
1341 int old_pool, rc;
1342 unsigned int cert_list_size = 0;
1343 gnutls_protocol_t protocol;
1344 gnutls_cipher_algorithm_t cipher;
1345 gnutls_kx_algorithm_t kx;
1346 gnutls_mac_algorithm_t mac;
1347 gnutls_certificate_type_t ct;
1348 gnutls_x509_crt_t crt;
1349 uschar *p, *dn_buf;
1350 size_t sz;
1351
1352 if (state->have_set_peerdn)
1353   return OK;
1354 state->have_set_peerdn = TRUE;
1355
1356 state->peerdn = NULL;
1357
1358 /* tls_cipher */
1359 cipher = gnutls_cipher_get(state->session);
1360 protocol = gnutls_protocol_get_version(state->session);
1361 mac = gnutls_mac_get(state->session);
1362 kx = gnutls_kx_get(state->session);
1363
1364 string_format(cipherbuf, sizeof(cipherbuf),
1365     "%s:%s:%d",
1366     gnutls_protocol_get_name(protocol),
1367     gnutls_cipher_suite_get_name(kx, cipher, mac),
1368     (int) gnutls_cipher_get_key_size(cipher) * 8);
1369
1370 /* I don't see a way that spaces could occur, in the current GnuTLS
1371 code base, but it was a concern in the old code and perhaps older GnuTLS
1372 releases did return "TLS 1.0"; play it safe, just in case. */
1373 for (p = cipherbuf; *p != '\0'; ++p)
1374   if (isspace(*p))
1375     *p = '-';
1376 old_pool = store_pool;
1377 store_pool = POOL_PERM;
1378 state->ciphersuite = string_copy(cipherbuf);
1379 store_pool = old_pool;
1380 state->tlsp->cipher = state->ciphersuite;
1381
1382 /* tls_peerdn */
1383 cert_list = gnutls_certificate_get_peers(state->session, &cert_list_size);
1384
1385 if (cert_list == NULL || cert_list_size == 0)
1386   {
1387   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: no certificate from peer (%p & %d)\n",
1388       cert_list, cert_list_size);
1389   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1390     return tls_error(US"certificate verification failed",
1391         "no certificate received from peer", state->host);
1392   return OK;
1393   }
1394
1395 ct = gnutls_certificate_type_get(state->session);
1396 if (ct != GNUTLS_CRT_X509)
1397   {
1398   const char *ctn = gnutls_certificate_type_get_name(ct);
1399   DEBUG(D_tls)
1400     debug_printf("TLS: peer cert not X.509 but instead \"%s\"\n", ctn);
1401   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1402     return tls_error(US"certificate verification not possible, unhandled type",
1403         ctn, state->host);
1404   return OK;
1405   }
1406
1407 #define exim_gnutls_peer_err(Label) \
1408   do { \
1409     if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) \
1410       { \
1411       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: peer cert problem: %s: %s\n", \
1412         (Label), gnutls_strerror(rc)); \
1413       if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED) \
1414         return tls_error((Label), gnutls_strerror(rc), state->host); \
1415       return OK; \
1416       } \
1417     } while (0)
1418
1419 rc = import_cert(&cert_list[0], &crt);
1420 exim_gnutls_peer_err(US"cert 0");
1421
1422 state->tlsp->peercert = state->peercert = crt;
1423
1424 sz = 0;
1425 rc = gnutls_x509_crt_get_dn(crt, NULL, &sz);
1426 if (rc != GNUTLS_E_SHORT_MEMORY_BUFFER)
1427   {
1428   exim_gnutls_peer_err(US"getting size for cert DN failed");
1429   return FAIL; /* should not happen */
1430   }
1431 dn_buf = store_get_perm(sz);
1432 rc = gnutls_x509_crt_get_dn(crt, CS dn_buf, &sz);
1433 exim_gnutls_peer_err(US"failed to extract certificate DN [gnutls_x509_crt_get_dn(cert 0)]");
1434
1435 state->peerdn = dn_buf;
1436
1437 return OK;
1438 #undef exim_gnutls_peer_err
1439 }
1440
1441
1442
1443
1444 /*************************************************
1445 *            Verify peer certificate             *
1446 *************************************************/
1447
1448 /* Called from both server and client code.
1449 *Should* be using a callback registered with
1450 gnutls_certificate_set_verify_function() to fail the handshake if we dislike
1451 the peer information, but that's too new for some OSes.
1452
1453 Arguments:
1454   state           exim_gnutls_state_st *
1455   error           where to put an error message
1456
1457 Returns:
1458   FALSE     if the session should be rejected
1459   TRUE      if the cert is okay or we just don't care
1460 */
1461
1462 static BOOL
1463 verify_certificate(exim_gnutls_state_st *state, const char **error)
1464 {
1465 int rc;
1466 unsigned int verify;
1467
1468 *error = NULL;
1469
1470 if ((rc = peer_status(state)) != OK)
1471   {
1472   verify = GNUTLS_CERT_INVALID;
1473   *error = "certificate not supplied";
1474   }
1475 else
1476   rc = gnutls_certificate_verify_peers2(state->session, &verify);
1477
1478 /* Handle the result of verification. INVALID seems to be set as well
1479 as REVOKED, but leave the test for both. */
1480
1481 if (rc < 0 ||
1482     verify & (GNUTLS_CERT_INVALID|GNUTLS_CERT_REVOKED)
1483    )
1484   {
1485   state->peer_cert_verified = FALSE;
1486   if (!*error)
1487     *error = verify & GNUTLS_CERT_REVOKED
1488       ? "certificate revoked" : "certificate invalid";
1489
1490   DEBUG(D_tls)
1491     debug_printf("TLS certificate verification failed (%s): peerdn=\"%s\"\n",
1492         *error, state->peerdn ? state->peerdn : US"<unset>");
1493
1494   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1495     {
1496     gnutls_alert_send(state->session,
1497       GNUTLS_AL_FATAL, GNUTLS_A_BAD_CERTIFICATE);
1498     return FALSE;
1499     }
1500   DEBUG(D_tls)
1501     debug_printf("TLS verify failure overridden (host in tls_try_verify_hosts)\n");
1502   }
1503
1504 else
1505   {
1506   if (state->exp_tls_verify_cert_hostnames)
1507     {
1508     int sep = 0;
1509     const uschar * list = state->exp_tls_verify_cert_hostnames;
1510     uschar * name;
1511     while (name = string_nextinlist(&list, &sep, NULL, 0))
1512       if (gnutls_x509_crt_check_hostname(state->tlsp->peercert, CS name))
1513         break;
1514     if (!name)
1515       {
1516       DEBUG(D_tls)
1517         debug_printf("TLS certificate verification failed: cert name mismatch\n");
1518       if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1519         {
1520         gnutls_alert_send(state->session,
1521           GNUTLS_AL_FATAL, GNUTLS_A_BAD_CERTIFICATE);
1522         return FALSE;
1523         }
1524       return TRUE;
1525       }
1526     }
1527   state->peer_cert_verified = TRUE;
1528   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS certificate verified: peerdn=\"%s\"\n",
1529       state->peerdn ? state->peerdn : US"<unset>");
1530   }
1531
1532 state->tlsp->peerdn = state->peerdn;
1533
1534 return TRUE;
1535 }
1536
1537
1538
1539
1540 /* ------------------------------------------------------------------------ */
1541 /* Callbacks */
1542
1543 /* Logging function which can be registered with
1544  *   gnutls_global_set_log_function()
1545  *   gnutls_global_set_log_level() 0..9
1546  */
1547 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
1548 static void
1549 exim_gnutls_logger_cb(int level, const char *message)
1550 {
1551   size_t len = strlen(message);
1552   if (len < 1)
1553     {
1554     DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS<%d> empty debug message\n", level);
1555     return;
1556     }
1557   DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS<%d>: %s%s", level, message,
1558       message[len-1] == '\n' ? "" : "\n");
1559 }
1560 #endif
1561
1562
1563 /* Called after client hello, should handle SNI work.
1564 This will always set tls_sni (state->received_sni) if available,
1565 and may trigger presenting different certificates,
1566 if state->trigger_sni_changes is TRUE.
1567
1568 Should be registered with
1569   gnutls_handshake_set_post_client_hello_function()
1570
1571 "This callback must return 0 on success or a gnutls error code to terminate the
1572 handshake.".
1573
1574 For inability to get SNI information, we return 0.
1575 We only return non-zero if re-setup failed.
1576 Only used for server-side TLS.
1577 */
1578
1579 static int
1580 exim_sni_handling_cb(gnutls_session_t session)
1581 {
1582 char sni_name[MAX_HOST_LEN];
1583 size_t data_len = MAX_HOST_LEN;
1584 exim_gnutls_state_st *state = &state_server;
1585 unsigned int sni_type;
1586 int rc, old_pool;
1587
1588 rc = gnutls_server_name_get(session, sni_name, &data_len, &sni_type, 0);
1589 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
1590   {
1591   DEBUG(D_tls) {
1592     if (rc == GNUTLS_E_REQUESTED_DATA_NOT_AVAILABLE)
1593       debug_printf("TLS: no SNI presented in handshake.\n");
1594     else
1595       debug_printf("TLS failure: gnutls_server_name_get(): %s [%d]\n",
1596         gnutls_strerror(rc), rc);
1597   };
1598   return 0;
1599   }
1600
1601 if (sni_type != GNUTLS_NAME_DNS)
1602   {
1603   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: ignoring SNI of unhandled type %u\n", sni_type);
1604   return 0;
1605   }
1606
1607 /* We now have a UTF-8 string in sni_name */
1608 old_pool = store_pool;
1609 store_pool = POOL_PERM;
1610 state->received_sni = string_copyn(US sni_name, data_len);
1611 store_pool = old_pool;
1612
1613 /* We set this one now so that variable expansions below will work */
1614 state->tlsp->sni = state->received_sni;
1615
1616 DEBUG(D_tls) debug_printf("Received TLS SNI \"%s\"%s\n", sni_name,
1617     state->trigger_sni_changes ? "" : " (unused for certificate selection)");
1618
1619 if (!state->trigger_sni_changes)
1620   return 0;
1621
1622 rc = tls_expand_session_files(state);
1623 if (rc != OK)
1624   {
1625   /* If the setup of certs/etc failed before handshake, TLS would not have
1626   been offered.  The best we can do now is abort. */
1627   return GNUTLS_E_APPLICATION_ERROR_MIN;
1628   }
1629
1630 rc = tls_set_remaining_x509(state);
1631 if (rc != OK) return GNUTLS_E_APPLICATION_ERROR_MIN;
1632
1633 return 0;
1634 }
1635
1636
1637
1638 #ifndef DISABLE_OCSP
1639
1640 static int
1641 server_ocsp_stapling_cb(gnutls_session_t session, void * ptr,
1642   gnutls_datum_t * ocsp_response)
1643 {
1644 int ret;
1645
1646 if ((ret = gnutls_load_file(ptr, ocsp_response)) < 0)
1647   {
1648   DEBUG(D_tls) debug_printf("Failed to load ocsp stapling file %s\n",
1649                               (char *)ptr);
1650   tls_in.ocsp = OCSP_NOT_RESP;
1651   return GNUTLS_E_NO_CERTIFICATE_STATUS;
1652   }
1653
1654 tls_in.ocsp = OCSP_VFY_NOT_TRIED;
1655 return 0;
1656 }
1657
1658 #endif
1659
1660
1661 #ifndef DISABLE_EVENT
1662 /*
1663 We use this callback to get observability and detail-level control
1664 for an exim TLS connection (either direction), raising a tls:cert event
1665 for each cert in the chain presented by the peer.  Any event
1666 can deny verification.
1667
1668 Return 0 for the handshake to continue or non-zero to terminate.
1669 */
1670
1671 static int
1672 verify_cb(gnutls_session_t session)
1673 {
1674 const gnutls_datum_t * cert_list;
1675 unsigned int cert_list_size = 0;
1676 gnutls_x509_crt_t crt;
1677 int rc;
1678 uschar * yield;
1679 exim_gnutls_state_st * state = gnutls_session_get_ptr(session);
1680
1681 cert_list = gnutls_certificate_get_peers(session, &cert_list_size);
1682 if (cert_list)
1683   while (cert_list_size--)
1684   {
1685   rc = import_cert(&cert_list[cert_list_size], &crt);
1686   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
1687     {
1688     DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: peer cert problem: depth %d: %s\n",
1689       cert_list_size, gnutls_strerror(rc));
1690     break;
1691     }
1692
1693   state->tlsp->peercert = crt;
1694   if ((yield = event_raise(state->event_action,
1695               US"tls:cert", string_sprintf("%d", cert_list_size))))
1696     {
1697     log_write(0, LOG_MAIN,
1698               "SSL verify denied by event-action: depth=%d: %s",
1699               cert_list_size, yield);
1700     return 1;                     /* reject */
1701     }
1702   state->tlsp->peercert = NULL;
1703   }
1704
1705 return 0;
1706 }
1707
1708 #endif
1709
1710
1711
1712 /* ------------------------------------------------------------------------ */
1713 /* Exported functions */
1714
1715
1716
1717
1718 /*************************************************
1719 *       Start a TLS session in a server          *
1720 *************************************************/
1721
1722 /* This is called when Exim is running as a server, after having received
1723 the STARTTLS command. It must respond to that command, and then negotiate
1724 a TLS session.
1725
1726 Arguments:
1727   require_ciphers  list of allowed ciphers or NULL
1728
1729 Returns:           OK on success
1730                    DEFER for errors before the start of the negotiation
1731                    FAIL for errors during the negotation; the server can't
1732                      continue running.
1733 */
1734
1735 int
1736 tls_server_start(const uschar *require_ciphers)
1737 {
1738 int rc;
1739 const char *error;
1740 exim_gnutls_state_st *state = NULL;
1741
1742 /* Check for previous activation */
1743 if (tls_in.active >= 0)
1744   {
1745   tls_error(US"STARTTLS received after TLS started", "", NULL);
1746   smtp_printf("554 Already in TLS\r\n");
1747   return FAIL;
1748   }
1749
1750 /* Initialize the library. If it fails, it will already have logged the error
1751 and sent an SMTP response. */
1752
1753 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS as a server\n");
1754
1755 rc = tls_init(NULL, tls_certificate, tls_privatekey,
1756     NULL, tls_verify_certificates, tls_crl,
1757     require_ciphers, &state);
1758 if (rc != OK) return rc;
1759
1760 /* If this is a host for which certificate verification is mandatory or
1761 optional, set up appropriately. */
1762
1763 if (verify_check_host(&tls_verify_hosts) == OK)
1764   {
1765   DEBUG(D_tls)
1766     debug_printf("TLS: a client certificate will be required.\n");
1767   state->verify_requirement = VERIFY_REQUIRED;
1768   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUIRE);
1769   }
1770 else if (verify_check_host(&tls_try_verify_hosts) == OK)
1771   {
1772   DEBUG(D_tls)
1773     debug_printf("TLS: a client certificate will be requested but not required.\n");
1774   state->verify_requirement = VERIFY_OPTIONAL;
1775   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUEST);
1776   }
1777 else
1778   {
1779   DEBUG(D_tls)
1780     debug_printf("TLS: a client certificate will not be requested.\n");
1781   state->verify_requirement = VERIFY_NONE;
1782   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_IGNORE);
1783   }
1784
1785 #ifndef DISABLE_EVENT
1786 if (event_action)
1787   {
1788   state->event_action = event_action;
1789   gnutls_session_set_ptr(state->session, state);
1790   gnutls_certificate_set_verify_function(state->x509_cred, verify_cb);
1791   }
1792 #endif
1793
1794 /* Register SNI handling; always, even if not in tls_certificate, so that the
1795 expansion variable $tls_sni is always available. */
1796
1797 gnutls_handshake_set_post_client_hello_function(state->session,
1798     exim_sni_handling_cb);
1799
1800 /* Set context and tell client to go ahead, except in the case of TLS startup
1801 on connection, where outputting anything now upsets the clients and tends to
1802 make them disconnect. We need to have an explicit fflush() here, to force out
1803 the response. Other smtp_printf() calls do not need it, because in non-TLS
1804 mode, the fflush() happens when smtp_getc() is called. */
1805
1806 if (!state->tlsp->on_connect)
1807   {
1808   smtp_printf("220 TLS go ahead\r\n");
1809   fflush(smtp_out);
1810   }
1811
1812 /* Now negotiate the TLS session. We put our own timer on it, since it seems
1813 that the GnuTLS library doesn't. */
1814
1815 gnutls_transport_set_ptr2(state->session,
1816     (gnutls_transport_ptr_t)(long) fileno(smtp_in),
1817     (gnutls_transport_ptr_t)(long) fileno(smtp_out));
1818 state->fd_in = fileno(smtp_in);
1819 state->fd_out = fileno(smtp_out);
1820
1821 sigalrm_seen = FALSE;
1822 if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(smtp_receive_timeout);
1823 do
1824   {
1825   rc = gnutls_handshake(state->session);
1826   } while ((rc == GNUTLS_E_AGAIN) ||
1827       (rc == GNUTLS_E_INTERRUPTED && !sigalrm_seen));
1828 alarm(0);
1829
1830 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
1831   {
1832   tls_error(US"gnutls_handshake",
1833       sigalrm_seen ? "timed out" : gnutls_strerror(rc), NULL);
1834   /* It seems that, except in the case of a timeout, we have to close the
1835   connection right here; otherwise if the other end is running OpenSSL it hangs
1836   until the server times out. */
1837
1838   if (!sigalrm_seen)
1839     {
1840     (void)fclose(smtp_out);
1841     (void)fclose(smtp_in);
1842     }
1843
1844   return FAIL;
1845   }
1846
1847 DEBUG(D_tls) debug_printf("gnutls_handshake was successful\n");
1848
1849 /* Verify after the fact */
1850
1851 if (  state->verify_requirement != VERIFY_NONE
1852    && !verify_certificate(state, &error))
1853   {
1854   if (state->verify_requirement != VERIFY_OPTIONAL)
1855     {
1856     tls_error(US"certificate verification failed", error, NULL);
1857     return FAIL;
1858     }
1859   DEBUG(D_tls)
1860     debug_printf("TLS: continuing on only because verification was optional, after: %s\n",
1861         error);
1862   }
1863
1864 /* Figure out peer DN, and if authenticated, etc. */
1865
1866 rc = peer_status(state);
1867 if (rc != OK) return rc;
1868
1869 /* Sets various Exim expansion variables; always safe within server */
1870
1871 extract_exim_vars_from_tls_state(state);
1872
1873 /* TLS has been set up. Adjust the input functions to read via TLS,
1874 and initialize appropriately. */
1875
1876 state->xfer_buffer = store_malloc(ssl_xfer_buffer_size);
1877
1878 receive_getc = tls_getc;
1879 receive_ungetc = tls_ungetc;
1880 receive_feof = tls_feof;
1881 receive_ferror = tls_ferror;
1882 receive_smtp_buffered = tls_smtp_buffered;
1883
1884 return OK;
1885 }
1886
1887
1888
1889
1890 static void
1891 tls_client_setup_hostname_checks(host_item * host, exim_gnutls_state_st * state,
1892   smtp_transport_options_block * ob)
1893 {
1894 if (verify_check_given_host(&ob->tls_verify_cert_hostnames, host) == OK)
1895   {
1896   state->exp_tls_verify_cert_hostnames =
1897 #ifdef SUPPORT_I18N
1898     string_domain_utf8_to_alabel(host->name, NULL);
1899 #else
1900     host->name;
1901 #endif
1902   DEBUG(D_tls)
1903     debug_printf("TLS: server cert verification includes hostname: \"%s\".\n",
1904                     state->exp_tls_verify_cert_hostnames);
1905   }
1906 }
1907
1908
1909 /*************************************************
1910 *    Start a TLS session in a client             *
1911 *************************************************/
1912
1913 /* Called from the smtp transport after STARTTLS has been accepted.
1914
1915 Arguments:
1916   fd                the fd of the connection
1917   host              connected host (for messages)
1918   addr              the first address (not used)
1919   tb                transport (always smtp)
1920
1921 Returns:            OK/DEFER/FAIL (because using common functions),
1922                     but for a client, DEFER and FAIL have the same meaning
1923 */
1924
1925 int
1926 tls_client_start(int fd, host_item *host,
1927     address_item *addr ARG_UNUSED,
1928     transport_instance *tb
1929 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
1930     , dns_answer * unused_tlsa_dnsa
1931 #endif
1932     )
1933 {
1934 smtp_transport_options_block *ob =
1935   (smtp_transport_options_block *)tb->options_block;
1936 int rc;
1937 const char *error;
1938 exim_gnutls_state_st *state = NULL;
1939 #ifndef DISABLE_OCSP
1940 BOOL require_ocsp =
1941   verify_check_given_host(&ob->hosts_require_ocsp, host) == OK;
1942 BOOL request_ocsp = require_ocsp ? TRUE
1943   : verify_check_given_host(&ob->hosts_request_ocsp, host) == OK;
1944 #endif
1945
1946 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS as a client on fd %d\n", fd);
1947
1948 if ((rc = tls_init(host, ob->tls_certificate, ob->tls_privatekey,
1949     ob->tls_sni, ob->tls_verify_certificates, ob->tls_crl,
1950     ob->tls_require_ciphers, &state)) != OK)
1951   return rc;
1952
1953   {
1954   int dh_min_bits = ob->tls_dh_min_bits;
1955   if (dh_min_bits < EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS)
1956     {
1957     DEBUG(D_tls)
1958       debug_printf("WARNING: tls_dh_min_bits far too low,"
1959                     " clamping %d up to %d\n",
1960           dh_min_bits, EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS);
1961     dh_min_bits = EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS;
1962     }
1963
1964   DEBUG(D_tls) debug_printf("Setting D-H prime minimum"
1965                     " acceptable bits to %d\n",
1966       dh_min_bits);
1967   gnutls_dh_set_prime_bits(state->session, dh_min_bits);
1968   }
1969
1970 /* Stick to the old behaviour for compatibility if tls_verify_certificates is
1971 set but both tls_verify_hosts and tls_try_verify_hosts are unset. Check only
1972 the specified host patterns if one of them is defined */
1973
1974 if (  (  state->exp_tls_verify_certificates
1975       && !ob->tls_verify_hosts
1976       && (!ob->tls_try_verify_hosts || !*ob->tls_try_verify_hosts)
1977       )
1978     || verify_check_given_host(&ob->tls_verify_hosts, host) == OK
1979    )
1980   {
1981   tls_client_setup_hostname_checks(host, state, ob);
1982   DEBUG(D_tls)
1983     debug_printf("TLS: server certificate verification required.\n");
1984   state->verify_requirement = VERIFY_REQUIRED;
1985   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUIRE);
1986   }
1987 else if (verify_check_given_host(&ob->tls_try_verify_hosts, host) == OK)
1988   {
1989   tls_client_setup_hostname_checks(host, state, ob);
1990   DEBUG(D_tls)
1991     debug_printf("TLS: server certificate verification optional.\n");
1992   state->verify_requirement = VERIFY_OPTIONAL;
1993   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUEST);
1994   }
1995 else
1996   {
1997   DEBUG(D_tls)
1998     debug_printf("TLS: server certificate verification not required.\n");
1999   state->verify_requirement = VERIFY_NONE;
2000   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_IGNORE);
2001   }
2002
2003 #ifndef DISABLE_OCSP
2004                         /* supported since GnuTLS 3.1.3 */
2005 if (request_ocsp)
2006   {
2007   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: will request OCSP stapling\n");
2008   if ((rc = gnutls_ocsp_status_request_enable_client(state->session,
2009                     NULL, 0, NULL)) != OK)
2010     return tls_error(US"cert-status-req",
2011                     gnutls_strerror(rc), state->host);
2012   tls_out.ocsp = OCSP_NOT_RESP;
2013   }
2014 #endif
2015
2016 #ifndef DISABLE_EVENT
2017 if (tb->event_action)
2018   {
2019   state->event_action = tb->event_action;
2020   gnutls_session_set_ptr(state->session, state);
2021   gnutls_certificate_set_verify_function(state->x509_cred, verify_cb);
2022   }
2023 #endif
2024
2025 gnutls_transport_set_ptr(state->session, (gnutls_transport_ptr_t)(long) fd);
2026 state->fd_in = fd;
2027 state->fd_out = fd;
2028
2029 DEBUG(D_tls) debug_printf("about to gnutls_handshake\n");
2030 /* There doesn't seem to be a built-in timeout on connection. */
2031
2032 sigalrm_seen = FALSE;
2033 alarm(ob->command_timeout);
2034 do
2035   {
2036   rc = gnutls_handshake(state->session);
2037   } while ((rc == GNUTLS_E_AGAIN) ||
2038       (rc == GNUTLS_E_INTERRUPTED && !sigalrm_seen));
2039 alarm(0);
2040
2041 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
2042   return tls_error(US"gnutls_handshake",
2043       sigalrm_seen ? "timed out" : gnutls_strerror(rc), state->host);
2044
2045 DEBUG(D_tls) debug_printf("gnutls_handshake was successful\n");
2046
2047 /* Verify late */
2048
2049 if (state->verify_requirement != VERIFY_NONE &&
2050     !verify_certificate(state, &error))
2051   return tls_error(US"certificate verification failed", error, state->host);
2052
2053 #ifndef DISABLE_OCSP
2054 if (require_ocsp)
2055   {
2056   DEBUG(D_tls)
2057     {
2058     gnutls_datum_t stapling;
2059     gnutls_ocsp_resp_t resp;
2060     gnutls_datum_t printed;
2061     if (  (rc= gnutls_ocsp_status_request_get(state->session, &stapling)) == 0
2062        && (rc= gnutls_ocsp_resp_init(&resp)) == 0
2063        && (rc= gnutls_ocsp_resp_import(resp, &stapling)) == 0
2064        && (rc= gnutls_ocsp_resp_print(resp, GNUTLS_OCSP_PRINT_FULL, &printed)) == 0
2065        )
2066       {
2067       debug_printf("%.4096s", printed.data);
2068       gnutls_free(printed.data);
2069       }
2070     else
2071       (void) tls_error(US"ocsp decode", gnutls_strerror(rc), state->host);
2072     }
2073
2074   if (gnutls_ocsp_status_request_is_checked(state->session, 0) == 0)
2075     {
2076     tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
2077     return tls_error(US"certificate status check failed", NULL, state->host);
2078     }
2079   DEBUG(D_tls) debug_printf("Passed OCSP checking\n");
2080   tls_out.ocsp = OCSP_VFIED;
2081   }
2082 #endif
2083
2084 /* Figure out peer DN, and if authenticated, etc. */
2085
2086 if ((rc = peer_status(state)) != OK)
2087   return rc;
2088
2089 /* Sets various Exim expansion variables; may need to adjust for ACL callouts */
2090
2091 extract_exim_vars_from_tls_state(state);
2092
2093 return OK;
2094 }
2095
2096
2097
2098
2099 /*************************************************
2100 *         Close down a TLS session               *
2101 *************************************************/
2102
2103 /* This is also called from within a delivery subprocess forked from the
2104 daemon, to shut down the TLS library, without actually doing a shutdown (which
2105 would tamper with the TLS session in the parent process).
2106
2107 Arguments:   TRUE if gnutls_bye is to be called
2108 Returns:     nothing
2109 */
2110
2111 void
2112 tls_close(BOOL is_server, BOOL shutdown)
2113 {
2114 exim_gnutls_state_st *state = is_server ? &state_server : &state_client;
2115
2116 if (!state->tlsp || state->tlsp->active < 0) return;  /* TLS was not active */
2117
2118 if (shutdown)
2119   {
2120   DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_close(): shutting down TLS\n");
2121   gnutls_bye(state->session, GNUTLS_SHUT_WR);
2122   }
2123
2124 gnutls_deinit(state->session);
2125
2126 state->tlsp->active = -1;
2127 memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
2128
2129 if ((state_server.session == NULL) && (state_client.session == NULL))
2130   {
2131   gnutls_global_deinit();
2132   exim_gnutls_base_init_done = FALSE;
2133   }
2134
2135 }
2136
2137
2138
2139
2140 /*************************************************
2141 *            TLS version of getc                 *
2142 *************************************************/
2143
2144 /* This gets the next byte from the TLS input buffer. If the buffer is empty,
2145 it refills the buffer via the GnuTLS reading function.
2146 Only used by the server-side TLS.
2147
2148 This feeds DKIM and should be used for all message-body reads.
2149
2150 Arguments:  none
2151 Returns:    the next character or EOF
2152 */
2153
2154 int
2155 tls_getc(void)
2156 {
2157 exim_gnutls_state_st *state = &state_server;
2158 if (state->xfer_buffer_lwm >= state->xfer_buffer_hwm)
2159   {
2160   ssize_t inbytes;
2161
2162   DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling gnutls_record_recv(%p, %p, %u)\n",
2163     state->session, state->xfer_buffer, ssl_xfer_buffer_size);
2164
2165   if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(smtp_receive_timeout);
2166   inbytes = gnutls_record_recv(state->session, state->xfer_buffer,
2167     ssl_xfer_buffer_size);
2168   alarm(0);
2169
2170   /* A zero-byte return appears to mean that the TLS session has been
2171      closed down, not that the socket itself has been closed down. Revert to
2172      non-TLS handling. */
2173
2174   if (inbytes == 0)
2175     {
2176     DEBUG(D_tls) debug_printf("Got TLS_EOF\n");
2177
2178     receive_getc = smtp_getc;
2179     receive_ungetc = smtp_ungetc;
2180     receive_feof = smtp_feof;
2181     receive_ferror = smtp_ferror;
2182     receive_smtp_buffered = smtp_buffered;
2183
2184     gnutls_deinit(state->session);
2185     state->session = NULL;
2186     state->tlsp->active = -1;
2187     state->tlsp->bits = 0;
2188     state->tlsp->certificate_verified = FALSE;
2189     tls_channelbinding_b64 = NULL;
2190     state->tlsp->cipher = NULL;
2191     state->tlsp->peercert = NULL;
2192     state->tlsp->peerdn = NULL;
2193
2194     return smtp_getc();
2195     }
2196
2197   /* Handle genuine errors */
2198
2199   else if (inbytes < 0)
2200     {
2201     record_io_error(state, (int) inbytes, US"recv", NULL);
2202     state->xfer_error = 1;
2203     return EOF;
2204     }
2205 #ifndef DISABLE_DKIM
2206   dkim_exim_verify_feed(state->xfer_buffer, inbytes);
2207 #endif
2208   state->xfer_buffer_hwm = (int) inbytes;
2209   state->xfer_buffer_lwm = 0;
2210   }
2211
2212 /* Something in the buffer; return next uschar */
2213
2214 return state->xfer_buffer[state->xfer_buffer_lwm++];
2215 }
2216
2217
2218
2219
2220 /*************************************************
2221 *          Read bytes from TLS channel           *
2222 *************************************************/
2223
2224 /* This does not feed DKIM, so if the caller uses this for reading message body,
2225 then the caller must feed DKIM.
2226
2227 Arguments:
2228   buff      buffer of data
2229   len       size of buffer
2230
2231 Returns:    the number of bytes read
2232             -1 after a failed read
2233 */
2234
2235 int
2236 tls_read(BOOL is_server, uschar *buff, size_t len)
2237 {
2238 exim_gnutls_state_st *state = is_server ? &state_server : &state_client;
2239 ssize_t inbytes;
2240
2241 if (len > INT_MAX)
2242   len = INT_MAX;
2243
2244 if (state->xfer_buffer_lwm < state->xfer_buffer_hwm)
2245   DEBUG(D_tls)
2246     debug_printf("*** PROBABLY A BUG *** " \
2247         "tls_read() called with data in the tls_getc() buffer, %d ignored\n",
2248         state->xfer_buffer_hwm - state->xfer_buffer_lwm);
2249
2250 DEBUG(D_tls)
2251   debug_printf("Calling gnutls_record_recv(%p, %p, " SIZE_T_FMT ")\n",
2252       state->session, buff, len);
2253
2254 inbytes = gnutls_record_recv(state->session, buff, len);
2255 if (inbytes > 0) return inbytes;
2256 if (inbytes == 0)
2257   {
2258   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got TLS_EOF\n");
2259   }
2260 else record_io_error(state, (int)inbytes, US"recv", NULL);
2261
2262 return -1;
2263 }
2264
2265
2266
2267
2268 /*************************************************
2269 *         Write bytes down TLS channel           *
2270 *************************************************/
2271
2272 /*
2273 Arguments:
2274   is_server channel specifier
2275   buff      buffer of data
2276   len       number of bytes
2277
2278 Returns:    the number of bytes after a successful write,
2279             -1 after a failed write
2280 */
2281
2282 int
2283 tls_write(BOOL is_server, const uschar *buff, size_t len)
2284 {
2285 ssize_t outbytes;
2286 size_t left = len;
2287 exim_gnutls_state_st *state = is_server ? &state_server : &state_client;
2288
2289 DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_do_write(%p, " SIZE_T_FMT ")\n", buff, left);
2290 while (left > 0)
2291   {
2292   DEBUG(D_tls) debug_printf("gnutls_record_send(SSL, %p, " SIZE_T_FMT ")\n",
2293       buff, left);
2294   outbytes = gnutls_record_send(state->session, buff, left);
2295
2296   DEBUG(D_tls) debug_printf("outbytes=" SSIZE_T_FMT "\n", outbytes);
2297   if (outbytes < 0)
2298     {
2299     record_io_error(state, outbytes, US"send", NULL);
2300     return -1;
2301     }
2302   if (outbytes == 0)
2303     {
2304     record_io_error(state, 0, US"send", US"TLS channel closed on write");
2305     return -1;
2306     }
2307
2308   left -= outbytes;
2309   buff += outbytes;
2310   }
2311
2312 if (len > INT_MAX)
2313   {
2314   DEBUG(D_tls)
2315     debug_printf("Whoops!  Wrote more bytes (" SIZE_T_FMT ") than INT_MAX\n",
2316         len);
2317   len = INT_MAX;
2318   }
2319
2320 return (int) len;
2321 }
2322
2323
2324
2325
2326 /*************************************************
2327 *            Random number generation            *
2328 *************************************************/
2329
2330 /* Pseudo-random number generation.  The result is not expected to be
2331 cryptographically strong but not so weak that someone will shoot themselves
2332 in the foot using it as a nonce in input in some email header scheme or
2333 whatever weirdness they'll twist this into.  The result should handle fork()
2334 and avoid repeating sequences.  OpenSSL handles that for us.
2335
2336 Arguments:
2337   max       range maximum
2338 Returns     a random number in range [0, max-1]
2339 */
2340
2341 #ifdef HAVE_GNUTLS_RND
2342 int
2343 vaguely_random_number(int max)
2344 {
2345 unsigned int r;
2346 int i, needed_len;
2347 uschar *p;
2348 uschar smallbuf[sizeof(r)];
2349
2350 if (max <= 1)
2351   return 0;
2352
2353 needed_len = sizeof(r);
2354 /* Don't take 8 times more entropy than needed if int is 8 octets and we were
2355  * asked for a number less than 10. */
2356 for (r = max, i = 0; r; ++i)
2357   r >>= 1;
2358 i = (i + 7) / 8;
2359 if (i < needed_len)
2360   needed_len = i;
2361
2362 i = gnutls_rnd(GNUTLS_RND_NONCE, smallbuf, needed_len);
2363 if (i < 0)
2364   {
2365   DEBUG(D_all) debug_printf("gnutls_rnd() failed, using fallback.\n");
2366   return vaguely_random_number_fallback(max);
2367   }
2368 r = 0;
2369 for (p = smallbuf; needed_len; --needed_len, ++p)
2370   {
2371   r *= 256;
2372   r += *p;
2373   }
2374
2375 /* We don't particularly care about weighted results; if someone wants
2376  * smooth distribution and cares enough then they should submit a patch then. */
2377 return r % max;
2378 }
2379 #else /* HAVE_GNUTLS_RND */
2380 int
2381 vaguely_random_number(int max)
2382 {
2383   return vaguely_random_number_fallback(max);
2384 }
2385 #endif /* HAVE_GNUTLS_RND */
2386
2387
2388
2389
2390 /*************************************************
2391 *  Let tls_require_ciphers be checked at startup *
2392 *************************************************/
2393
2394 /* The tls_require_ciphers option, if set, must be something which the
2395 library can parse.
2396
2397 Returns:     NULL on success, or error message
2398 */
2399
2400 uschar *
2401 tls_validate_require_cipher(void)
2402 {
2403 int rc;
2404 uschar *expciphers = NULL;
2405 gnutls_priority_t priority_cache;
2406 const char *errpos;
2407
2408 #define validate_check_rc(Label) do { \
2409   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) { if (exim_gnutls_base_init_done) gnutls_global_deinit(); \
2410   return string_sprintf("%s failed: %s", (Label), gnutls_strerror(rc)); } } while (0)
2411 #define return_deinit(Label) do { gnutls_global_deinit(); return (Label); } while (0)
2412
2413 if (exim_gnutls_base_init_done)
2414   log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
2415       "already initialised GnuTLS, Exim developer bug");
2416
2417 #ifdef HAVE_GNUTLS_PKCS11
2418 if (!gnutls_allow_auto_pkcs11)
2419   {
2420   rc = gnutls_pkcs11_init(GNUTLS_PKCS11_FLAG_MANUAL, NULL);
2421   validate_check_rc(US"gnutls_pkcs11_init");
2422   }
2423 #endif
2424 rc = gnutls_global_init();
2425 validate_check_rc(US"gnutls_global_init()");
2426 exim_gnutls_base_init_done = TRUE;
2427
2428 if (!(tls_require_ciphers && *tls_require_ciphers))
2429   return_deinit(NULL);
2430
2431 if (!expand_check(tls_require_ciphers, US"tls_require_ciphers", &expciphers))
2432   return_deinit(US"failed to expand tls_require_ciphers");
2433
2434 if (!(expciphers && *expciphers))
2435   return_deinit(NULL);
2436
2437 DEBUG(D_tls)
2438   debug_printf("tls_require_ciphers expands to \"%s\"\n", expciphers);
2439
2440 rc = gnutls_priority_init(&priority_cache, CS expciphers, &errpos);
2441 validate_check_rc(string_sprintf(
2442       "gnutls_priority_init(%s) failed at offset %ld, \"%.8s..\"",
2443       expciphers, errpos - CS expciphers, errpos));
2444
2445 #undef return_deinit
2446 #undef validate_check_rc
2447 gnutls_global_deinit();
2448
2449 return NULL;
2450 }
2451
2452
2453
2454
2455 /*************************************************
2456 *         Report the library versions.           *
2457 *************************************************/
2458
2459 /* See a description in tls-openssl.c for an explanation of why this exists.
2460
2461 Arguments:   a FILE* to print the results to
2462 Returns:     nothing
2463 */
2464
2465 void
2466 tls_version_report(FILE *f)
2467 {
2468 fprintf(f, "Library version: GnuTLS: Compile: %s\n"
2469            "                         Runtime: %s\n",
2470            LIBGNUTLS_VERSION,
2471            gnutls_check_version(NULL));
2472 }
2473
2474 /* vi: aw ai sw=2
2475 */
2476 /* End of tls-gnu.c */