Fix post-rebase merge issues.
[exim.git] / src / src / tls-openssl.c
1 /*************************************************
2 *     Exim - an Internet mail transport agent    *
3 *************************************************/
4
5 /* Copyright (c) University of Cambridge 1995 - 2012 */
6 /* See the file NOTICE for conditions of use and distribution. */
7
8 /* This module provides the TLS (aka SSL) support for Exim using the OpenSSL
9 library. It is #included into the tls.c file when that library is used. The
10 code herein is based on a patch that was originally contributed by Steve
11 Haslam. It was adapted from stunnel, a GPL program by Michal Trojnara.
12
13 No cryptographic code is included in Exim. All this module does is to call
14 functions from the OpenSSL library. */
15
16
17 /* Heading stuff */
18
19 #include <openssl/lhash.h>
20 #include <openssl/ssl.h>
21 #include <openssl/err.h>
22 #include <openssl/rand.h>
23 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
24 #include <openssl/ocsp.h>
25 #endif
26
27 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
28 #define EXIM_OCSP_SKEW_SECONDS (300L)
29 #define EXIM_OCSP_MAX_AGE (-1L)
30 #endif
31
32 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x0090806fL && !defined(OPENSSL_NO_TLSEXT)
33 #define EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
34 #endif
35
36 /* Structure for collecting random data for seeding. */
37
38 typedef struct randstuff {
39   struct timeval tv;
40   pid_t          p;
41 } randstuff;
42
43 /* Local static variables */
44
45 static BOOL client_verify_callback_called = FALSE;
46 static BOOL server_verify_callback_called = FALSE;
47 static const uschar *sid_ctx = US"exim";
48
49 static SSL_CTX *client_ctx = NULL;
50 static SSL_CTX *server_ctx = NULL;
51 static SSL     *client_ssl = NULL;
52 static SSL     *server_ssl = NULL;
53
54 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
55 static SSL_CTX *client_sni = NULL;
56 static SSL_CTX *server_sni = NULL;
57 #endif
58
59 static char ssl_errstring[256];
60
61 static int  ssl_session_timeout = 200;
62 static BOOL client_verify_optional = FALSE;
63 static BOOL server_verify_optional = FALSE;
64
65 static BOOL    reexpand_tls_files_for_sni = FALSE;
66
67
68 typedef struct tls_ext_ctx_cb {
69   uschar *certificate;
70   uschar *privatekey;
71 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
72   uschar *ocsp_file;
73   uschar *ocsp_file_expanded;
74   OCSP_RESPONSE *ocsp_response;
75 #endif
76   uschar *dhparam;
77   /* these are cached from first expand */
78   uschar *server_cipher_list;
79   /* only passed down to tls_error: */
80   host_item *host;
81 } tls_ext_ctx_cb;
82
83 /* should figure out a cleanup of API to handle state preserved per
84 implementation, for various reasons, which can be void * in the APIs.
85 For now, we hack around it. */
86 tls_ext_ctx_cb *client_static_cbinfo = NULL;
87 tls_ext_ctx_cb *server_static_cbinfo = NULL;
88
89 static int
90 setup_certs(SSL_CTX *sctx, uschar *certs, uschar *crl, host_item *host, BOOL optional, BOOL client);
91
92 /* Callbacks */
93 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
94 static int tls_servername_cb(SSL *s, int *ad ARG_UNUSED, void *arg);
95 #endif
96 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
97 static int tls_stapling_cb(SSL *s, void *arg);
98 #endif
99
100
101 /*************************************************
102 *               Handle TLS error                 *
103 *************************************************/
104
105 /* Called from lots of places when errors occur before actually starting to do
106 the TLS handshake, that is, while the session is still in clear. Always returns
107 DEFER for a server and FAIL for a client so that most calls can use "return
108 tls_error(...)" to do this processing and then give an appropriate return. A
109 single function is used for both server and client, because it is called from
110 some shared functions.
111
112 Argument:
113   prefix    text to include in the logged error
114   host      NULL if setting up a server;
115             the connected host if setting up a client
116   msg       error message or NULL if we should ask OpenSSL
117
118 Returns:    OK/DEFER/FAIL
119 */
120
121 static int
122 tls_error(uschar *prefix, host_item *host, uschar *msg)
123 {
124 if (msg == NULL)
125   {
126   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
127   msg = (uschar *)ssl_errstring;
128   }
129
130 if (host == NULL)
131   {
132   uschar *conn_info = smtp_get_connection_info();
133   if (Ustrncmp(conn_info, US"SMTP ", 5) == 0)
134     conn_info += 5;
135   log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error on %s (%s): %s",
136     conn_info, prefix, msg);
137   return DEFER;
138   }
139 else
140   {
141   log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error on connection to %s [%s] (%s): %s",
142     host->name, host->address, prefix, msg);
143   return FAIL;
144   }
145 }
146
147
148
149 /*************************************************
150 *        Callback to generate RSA key            *
151 *************************************************/
152
153 /*
154 Arguments:
155   s          SSL connection
156   export     not used
157   keylength  keylength
158
159 Returns:     pointer to generated key
160 */
161
162 static RSA *
163 rsa_callback(SSL *s, int export, int keylength)
164 {
165 RSA *rsa_key;
166 export = export;     /* Shut picky compilers up */
167 DEBUG(D_tls) debug_printf("Generating %d bit RSA key...\n", keylength);
168 rsa_key = RSA_generate_key(keylength, RSA_F4, NULL, NULL);
169 if (rsa_key == NULL)
170   {
171   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
172   log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC, "TLS error (RSA_generate_key): %s",
173     ssl_errstring);
174   return NULL;
175   }
176 return rsa_key;
177 }
178
179
180
181
182 /*************************************************
183 *        Callback for verification               *
184 *************************************************/
185
186 /* The SSL library does certificate verification if set up to do so. This
187 callback has the current yes/no state is in "state". If verification succeeded,
188 we set up the tls_peerdn string. If verification failed, what happens depends
189 on whether the client is required to present a verifiable certificate or not.
190
191 If verification is optional, we change the state to yes, but still log the
192 verification error. For some reason (it really would help to have proper
193 documentation of OpenSSL), this callback function then gets called again, this
194 time with state = 1. In fact, that's useful, because we can set up the peerdn
195 value, but we must take care not to set the private verified flag on the second
196 time through.
197
198 Note: this function is not called if the client fails to present a certificate
199 when asked. We get here only if a certificate has been received. Handling of
200 optional verification for this case is done when requesting SSL to verify, by
201 setting SSL_VERIFY_FAIL_IF_NO_PEER_CERT in the non-optional case.
202
203 Arguments:
204   state      current yes/no state as 1/0
205   x509ctx    certificate information.
206   client     TRUE for client startup, FALSE for server startup
207
208 Returns:     1 if verified, 0 if not
209 */
210
211 static int
212 verify_callback(int state, X509_STORE_CTX *x509ctx, BOOL client)
213 {
214 static uschar txt[256];
215 tls_support * tlsp;
216 BOOL * calledp;
217 BOOL * optionalp;
218
219 if (client)
220   {
221   tlsp= &tls_out;
222   calledp= &client_verify_callback_called;
223   optionalp= &client_verify_optional;
224   }
225 else
226   {
227   tlsp= &tls_in;
228   calledp= &server_verify_callback_called;
229   optionalp= &server_verify_optional;
230   }
231
232 X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(x509ctx->current_cert),
233   CS txt, sizeof(txt));
234
235 if (state == 0)
236   {
237   log_write(0, LOG_MAIN, "SSL verify error: depth=%d error=%s cert=%s",
238     x509ctx->error_depth,
239     X509_verify_cert_error_string(x509ctx->error),
240     txt);
241   tlsp->certificate_verified = FALSE;
242   *calledp = TRUE;
243   if (!*optionalp) return 0;    /* reject */
244   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL verify failure overridden (host in "
245     "tls_try_verify_hosts)\n");
246   return 1;                          /* accept */
247   }
248
249 if (x509ctx->error_depth != 0)
250   {
251   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL verify ok: depth=%d cert=%s\n",
252      x509ctx->error_depth, txt);
253   }
254 else
255   {
256   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL%s peer: %s\n",
257     *calledp ? "" : " authenticated", txt);
258   tlsp->peerdn = txt;
259   }
260
261 if (!*calledp) tlsp->certificate_verified = TRUE;
262 *calledp = TRUE;
263
264 return 1;   /* accept */
265 }
266
267 static int
268 verify_callback_client(int state, X509_STORE_CTX *x509ctx)
269 {
270 return verify_callback(state, x509ctx, TRUE);
271 }
272
273 static int
274 verify_callback_server(int state, X509_STORE_CTX *x509ctx)
275 {
276 return verify_callback(state, x509ctx, FALSE);
277 }
278
279
280
281 /*************************************************
282 *           Information callback                 *
283 *************************************************/
284
285 /* The SSL library functions call this from time to time to indicate what they
286 are doing. We copy the string to the debugging output when TLS debugging has
287 been requested.
288
289 Arguments:
290   s         the SSL connection
291   where
292   ret
293
294 Returns:    nothing
295 */
296
297 static void
298 info_callback(SSL *s, int where, int ret)
299 {
300 where = where;
301 ret = ret;
302 DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL info: %s\n", SSL_state_string_long(s));
303 }
304
305
306
307 /*************************************************
308 *                Initialize for DH               *
309 *************************************************/
310
311 /* If dhparam is set, expand it, and load up the parameters for DH encryption.
312
313 Arguments:
314   dhparam   DH parameter file or fixed parameter identity string
315   host      connected host, if client; NULL if server
316
317 Returns:    TRUE if OK (nothing to set up, or setup worked)
318 */
319
320 static BOOL
321 init_dh(SSL_CTX *sctx, uschar *dhparam, host_item *host)
322 {
323 BIO *bio;
324 DH *dh;
325 uschar *dhexpanded;
326 const char *pem;
327
328 if (!expand_check(dhparam, US"tls_dhparam", &dhexpanded))
329   return FALSE;
330
331 if (dhexpanded == NULL || *dhexpanded == '\0')
332   {
333   bio = BIO_new_mem_buf(CS std_dh_prime_default(), -1);
334   }
335 else if (dhexpanded[0] == '/')
336   {
337   bio = BIO_new_file(CS dhexpanded, "r");
338   if (bio == NULL)
339     {
340     tls_error(string_sprintf("could not read dhparams file %s", dhexpanded),
341           host, US strerror(errno));
342     return FALSE;
343     }
344   }
345 else
346   {
347   if (Ustrcmp(dhexpanded, "none") == 0)
348     {
349     DEBUG(D_tls) debug_printf("Requested no DH parameters.\n");
350     return TRUE;
351     }
352
353   pem = std_dh_prime_named(dhexpanded);
354   if (!pem)
355     {
356     tls_error(string_sprintf("Unknown standard DH prime \"%s\"", dhexpanded),
357         host, US strerror(errno));
358     return FALSE;
359     }
360   bio = BIO_new_mem_buf(CS pem, -1);
361   }
362
363 dh = PEM_read_bio_DHparams(bio, NULL, NULL, NULL);
364 if (dh == NULL)
365   {
366   BIO_free(bio);
367   tls_error(string_sprintf("Could not read tls_dhparams \"%s\"", dhexpanded),
368       host, NULL);
369   return FALSE;
370   }
371
372 /* Even if it is larger, we silently return success rather than cause things
373  * to fail out, so that a too-large DH will not knock out all TLS; it's a
374  * debatable choice. */
375 if ((8*DH_size(dh)) > tls_dh_max_bits)
376   {
377   DEBUG(D_tls)
378     debug_printf("dhparams file %d bits, is > tls_dh_max_bits limit of %d",
379         8*DH_size(dh), tls_dh_max_bits);
380   }
381 else
382   {
383   SSL_CTX_set_tmp_dh(sctx, dh);
384   DEBUG(D_tls)
385     debug_printf("Diffie-Hellman initialized from %s with %d-bit prime\n",
386       dhexpanded ? dhexpanded : US"default", 8*DH_size(dh));
387   }
388
389 DH_free(dh);
390 BIO_free(bio);
391
392 return TRUE;
393 }
394
395
396
397
398 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
399 /*************************************************
400 *       Load OCSP information into state         *
401 *************************************************/
402
403 /* Called to load the OCSP response from the given file into memory, once
404 caller has determined this is needed.  Checks validity.  Debugs a message
405 if invalid.
406
407 ASSUMES: single response, for single cert.
408
409 Arguments:
410   sctx            the SSL_CTX* to update
411   cbinfo          various parts of session state
412   expanded        the filename putatively holding an OCSP response
413
414 */
415
416 static void
417 ocsp_load_response(SSL_CTX *sctx,
418     tls_ext_ctx_cb *cbinfo,
419     const uschar *expanded)
420 {
421 BIO *bio;
422 OCSP_RESPONSE *resp;
423 OCSP_BASICRESP *basic_response;
424 OCSP_SINGLERESP *single_response;
425 ASN1_GENERALIZEDTIME *rev, *thisupd, *nextupd;
426 X509_STORE *store;
427 unsigned long verify_flags;
428 int status, reason, i;
429
430 cbinfo->ocsp_file_expanded = string_copy(expanded);
431 if (cbinfo->ocsp_response)
432   {
433   OCSP_RESPONSE_free(cbinfo->ocsp_response);
434   cbinfo->ocsp_response = NULL;
435   }
436
437 bio = BIO_new_file(CS cbinfo->ocsp_file_expanded, "rb");
438 if (!bio)
439   {
440   DEBUG(D_tls) debug_printf("Failed to open OCSP response file \"%s\"\n",
441       cbinfo->ocsp_file_expanded);
442   return;
443   }
444
445 resp = d2i_OCSP_RESPONSE_bio(bio, NULL);
446 BIO_free(bio);
447 if (!resp)
448   {
449   DEBUG(D_tls) debug_printf("Error reading OCSP response.\n");
450   return;
451   }
452
453 status = OCSP_response_status(resp);
454 if (status != OCSP_RESPONSE_STATUS_SUCCESSFUL)
455   {
456   DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP response not valid: %s (%d)\n",
457       OCSP_response_status_str(status), status);
458   return;
459   }
460
461 basic_response = OCSP_response_get1_basic(resp);
462 if (!basic_response)
463   {
464   DEBUG(D_tls)
465     debug_printf("OCSP response parse error: unable to extract basic response.\n");
466   return;
467   }
468
469 store = SSL_CTX_get_cert_store(sctx);
470 verify_flags = OCSP_NOVERIFY; /* check sigs, but not purpose */
471
472 /* May need to expose ability to adjust those flags?
473 OCSP_NOSIGS OCSP_NOVERIFY OCSP_NOCHAIN OCSP_NOCHECKS OCSP_NOEXPLICIT
474 OCSP_TRUSTOTHER OCSP_NOINTERN */
475
476 i = OCSP_basic_verify(basic_response, NULL, store, verify_flags);
477 if (i <= 0)
478   {
479   DEBUG(D_tls) {
480     ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
481     debug_printf("OCSP response verify failure: %s\n", US ssl_errstring);
482   }
483   return;
484   }
485
486 /* Here's the simplifying assumption: there's only one response, for the
487 one certificate we use, and nothing for anything else in a chain.  If this
488 proves false, we need to extract a cert id from our issued cert
489 (tls_certificate) and use that for OCSP_resp_find_status() (which finds the
490 right cert in the stack and then calls OCSP_single_get0_status()).
491
492 I'm hoping to avoid reworking a bunch more of how we handle state here. */
493 single_response = OCSP_resp_get0(basic_response, 0);
494 if (!single_response)
495   {
496   DEBUG(D_tls)
497     debug_printf("Unable to get first response from OCSP basic response.\n");
498   return;
499   }
500
501 status = OCSP_single_get0_status(single_response, &reason, &rev, &thisupd, &nextupd);
502 /* how does this status differ from the one above? */
503 if (status != OCSP_RESPONSE_STATUS_SUCCESSFUL)
504   {
505   DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP response not valid (take 2): %s (%d)\n",
506       OCSP_response_status_str(status), status);
507   return;
508   }
509
510 if (!OCSP_check_validity(thisupd, nextupd, EXIM_OCSP_SKEW_SECONDS, EXIM_OCSP_MAX_AGE))
511   {
512   DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP status invalid times.\n");
513   return;
514   }
515
516 cbinfo->ocsp_response = resp;
517 }
518 #endif
519
520
521
522
523 /*************************************************
524 *        Expand key and cert file specs          *
525 *************************************************/
526
527 /* Called once during tls_init and possibly againt during TLS setup, for a
528 new context, if Server Name Indication was used and tls_sni was seen in
529 the certificate string.
530
531 Arguments:
532   sctx            the SSL_CTX* to update
533   cbinfo          various parts of session state
534
535 Returns:          OK/DEFER/FAIL
536 */
537
538 static int
539 tls_expand_session_files(SSL_CTX *sctx, tls_ext_ctx_cb *cbinfo)
540 {
541 uschar *expanded;
542
543 if (cbinfo->certificate == NULL)
544   return OK;
545
546 if (Ustrstr(cbinfo->certificate, US"tls_sni"))
547   reexpand_tls_files_for_sni = TRUE;
548
549 if (!expand_check(cbinfo->certificate, US"tls_certificate", &expanded))
550   return DEFER;
551
552 if (expanded != NULL)
553   {
554   DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_certificate file %s\n", expanded);
555   if (!SSL_CTX_use_certificate_chain_file(sctx, CS expanded))
556     return tls_error(string_sprintf(
557       "SSL_CTX_use_certificate_chain_file file=%s", expanded),
558         cbinfo->host, NULL);
559   }
560
561 if (cbinfo->privatekey != NULL &&
562     !expand_check(cbinfo->privatekey, US"tls_privatekey", &expanded))
563   return DEFER;
564
565 /* If expansion was forced to fail, key_expanded will be NULL. If the result
566 of the expansion is an empty string, ignore it also, and assume the private
567 key is in the same file as the certificate. */
568
569 if (expanded != NULL && *expanded != 0)
570   {
571   DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_privatekey file %s\n", expanded);
572   if (!SSL_CTX_use_PrivateKey_file(sctx, CS expanded, SSL_FILETYPE_PEM))
573     return tls_error(string_sprintf(
574       "SSL_CTX_use_PrivateKey_file file=%s", expanded), cbinfo->host, NULL);
575   }
576
577 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
578 if (cbinfo->ocsp_file != NULL)
579   {
580   if (!expand_check(cbinfo->ocsp_file, US"tls_ocsp_file", &expanded))
581     return DEFER;
582
583   if (expanded != NULL && *expanded != 0)
584     {
585     DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_ocsp_file %s\n", expanded);
586     if (cbinfo->ocsp_file_expanded &&
587         (Ustrcmp(expanded, cbinfo->ocsp_file_expanded) == 0))
588       {
589       DEBUG(D_tls)
590         debug_printf("tls_ocsp_file value unchanged, using existing values.\n");
591       } else {
592         ocsp_load_response(sctx, cbinfo, expanded);
593       }
594     }
595   }
596 #endif
597
598 return OK;
599 }
600
601
602
603
604 /*************************************************
605 *            Callback to handle SNI              *
606 *************************************************/
607
608 /* Called when acting as server during the TLS session setup if a Server Name
609 Indication extension was sent by the client.
610
611 API documentation is OpenSSL s_server.c implementation.
612
613 Arguments:
614   s               SSL* of the current session
615   ad              unknown (part of OpenSSL API) (unused)
616   arg             Callback of "our" registered data
617
618 Returns:          SSL_TLSEXT_ERR_{OK,ALERT_WARNING,ALERT_FATAL,NOACK}
619 */
620
621 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
622 static int
623 tls_servername_cb(SSL *s, int *ad ARG_UNUSED, void *arg)
624 {
625 const char *servername = SSL_get_servername(s, TLSEXT_NAMETYPE_host_name);
626 tls_ext_ctx_cb *cbinfo = (tls_ext_ctx_cb *) arg;
627 int rc;
628 int old_pool = store_pool;
629
630 if (!servername)
631   return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
632
633 DEBUG(D_tls) debug_printf("Received TLS SNI \"%s\"%s\n", servername,
634     reexpand_tls_files_for_sni ? "" : " (unused for certificate selection)");
635
636 /* Make the extension value available for expansion */
637 store_pool = POOL_PERM;
638 tls_in.sni = string_copy(US servername);
639 store_pool = old_pool;
640
641 if (!reexpand_tls_files_for_sni)
642   return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
643
644 /* Can't find an SSL_CTX_clone() or equivalent, so we do it manually;
645 not confident that memcpy wouldn't break some internal reference counting.
646 Especially since there's a references struct member, which would be off. */
647
648 server_sni = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());
649 if (!server_sni)
650   {
651   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
652   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_CTX_new() failed: %s\n", ssl_errstring);
653   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
654   }
655
656 /* Not sure how many of these are actually needed, since SSL object
657 already exists.  Might even need this selfsame callback, for reneg? */
658
659 SSL_CTX_set_info_callback(server_sni, SSL_CTX_get_info_callback(server_ctx));
660 SSL_CTX_set_mode(server_sni, SSL_CTX_get_mode(server_ctx));
661 SSL_CTX_set_options(server_sni, SSL_CTX_get_options(server_ctx));
662 SSL_CTX_set_timeout(server_sni, SSL_CTX_get_timeout(server_ctx));
663 SSL_CTX_set_tlsext_servername_callback(server_sni, tls_servername_cb);
664 SSL_CTX_set_tlsext_servername_arg(server_sni, cbinfo);
665 if (cbinfo->server_cipher_list)
666   SSL_CTX_set_cipher_list(server_sni, CS cbinfo->server_cipher_list);
667 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
668 if (cbinfo->ocsp_file)
669   {
670   SSL_CTX_set_tlsext_status_cb(server_sni, tls_stapling_cb);
671   SSL_CTX_set_tlsext_status_arg(ctx, cbinfo);
672   }
673 #endif
674
675 rc = setup_certs(server_sni, tls_verify_certificates, tls_crl, NULL, FALSE, FALSE);
676 if (rc != OK) return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
677
678 /* do this after setup_certs, because this can require the certs for verifying
679 OCSP information. */
680 rc = tls_expand_session_files(server_sni, cbinfo);
681 if (rc != OK) return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
682
683 rc = init_dh(server_sni, cbinfo->dhparam, NULL);
684 if (rc != OK) return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
685
686 DEBUG(D_tls) debug_printf("Switching SSL context.\n");
687 SSL_set_SSL_CTX(s, server_sni);
688
689 return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
690 }
691 #endif /* EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT */
692
693
694
695
696 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
697 /*************************************************
698 *        Callback to handle OCSP Stapling        *
699 *************************************************/
700
701 /* Called when acting as server during the TLS session setup if the client
702 requests OCSP information with a Certificate Status Request.
703
704 Documentation via openssl s_server.c and the Apache patch from the OpenSSL
705 project.
706
707 */
708
709 static int
710 tls_stapling_cb(SSL *s, void *arg)
711 {
712 const tls_ext_ctx_cb *cbinfo = (tls_ext_ctx_cb *) arg;
713 uschar *response_der;
714 int response_der_len;
715
716 DEBUG(D_tls) debug_printf("Received TLS status request (OCSP stapling); %s response.\n",
717     cbinfo->ocsp_response ? "have" : "lack");
718 if (!cbinfo->ocsp_response)
719   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
720
721 response_der = NULL;
722 response_der_len = i2d_OCSP_RESPONSE(cbinfo->ocsp_response, &response_der);
723 if (response_der_len <= 0)
724   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
725
726 SSL_set_tlsext_status_ocsp_resp(ssl, response_der, response_der_len);
727 return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
728 }
729
730 #endif /* EXPERIMENTAL_OCSP */
731
732
733
734
735 /*************************************************
736 *            Initialize for TLS                  *
737 *************************************************/
738
739 /* Called from both server and client code, to do preliminary initialization of
740 the library.
741
742 Arguments:
743   host            connected host, if client; NULL if server
744   dhparam         DH parameter file
745   certificate     certificate file
746   privatekey      private key
747   addr            address if client; NULL if server (for some randomness)
748
749 Returns:          OK/DEFER/FAIL
750 */
751
752 static int
753 tls_init(SSL_CTX **ctxp, host_item *host, uschar *dhparam, uschar *certificate,
754   uschar *privatekey,
755 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
756   uschar *ocsp_file,
757 #endif
758   address_item *addr, tls_ext_ctx_cb ** cbp)
759 {
760 long init_options;
761 int rc;
762 BOOL okay;
763 tls_ext_ctx_cb *cbinfo;
764
765 cbinfo = store_malloc(sizeof(tls_ext_ctx_cb));
766 cbinfo->certificate = certificate;
767 cbinfo->privatekey = privatekey;
768 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
769 cbinfo->ocsp_file = ocsp_file;
770 #endif
771 cbinfo->dhparam = dhparam;
772 cbinfo->host = host;
773
774 SSL_load_error_strings();          /* basic set up */
775 OpenSSL_add_ssl_algorithms();
776
777 #if (OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x0090800fL) && !defined(OPENSSL_NO_SHA256)
778 /* SHA256 is becoming ever more popular. This makes sure it gets added to the
779 list of available digests. */
780 EVP_add_digest(EVP_sha256());
781 #endif
782
783 /* Create a context.
784 The OpenSSL docs in 1.0.1b have not been updated to clarify TLS variant
785 negotiation in the different methods; as far as I can tell, the only
786 *_{server,client}_method which allows negotiation is SSLv23, which exists even
787 when OpenSSL is built without SSLv2 support.
788 By disabling with openssl_options, we can let admins re-enable with the
789 existing knob. */
790
791 *ctxp = SSL_CTX_new((host == NULL)?
792   SSLv23_server_method() : SSLv23_client_method());
793
794 if (*ctxp == NULL) return tls_error(US"SSL_CTX_new", host, NULL);
795
796 /* It turns out that we need to seed the random number generator this early in
797 order to get the full complement of ciphers to work. It took me roughly a day
798 of work to discover this by experiment.
799
800 On systems that have /dev/urandom, SSL may automatically seed itself from
801 there. Otherwise, we have to make something up as best we can. Double check
802 afterwards. */
803
804 if (!RAND_status())
805   {
806   randstuff r;
807   gettimeofday(&r.tv, NULL);
808   r.p = getpid();
809
810   RAND_seed((uschar *)(&r), sizeof(r));
811   RAND_seed((uschar *)big_buffer, big_buffer_size);
812   if (addr != NULL) RAND_seed((uschar *)addr, sizeof(addr));
813
814   if (!RAND_status())
815     return tls_error(US"RAND_status", host,
816       US"unable to seed random number generator");
817   }
818
819 /* Set up the information callback, which outputs if debugging is at a suitable
820 level. */
821
822 SSL_CTX_set_info_callback(*ctxp, (void (*)())info_callback);
823
824 /* Automatically re-try reads/writes after renegotiation. */
825 (void) SSL_CTX_set_mode(*ctxp, SSL_MODE_AUTO_RETRY);
826
827 /* Apply administrator-supplied work-arounds.
828 Historically we applied just one requested option,
829 SSL_OP_DONT_INSERT_EMPTY_FRAGMENTS, but when bug 994 requested a second, we
830 moved to an administrator-controlled list of options to specify and
831 grandfathered in the first one as the default value for "openssl_options".
832
833 No OpenSSL version number checks: the options we accept depend upon the
834 availability of the option value macros from OpenSSL.  */
835
836 okay = tls_openssl_options_parse(openssl_options, &init_options);
837 if (!okay)
838   return tls_error(US"openssl_options parsing failed", host, NULL);
839
840 if (init_options)
841   {
842   DEBUG(D_tls) debug_printf("setting SSL CTX options: %#lx\n", init_options);
843   if (!(SSL_CTX_set_options(*ctxp, init_options)))
844     return tls_error(string_sprintf(
845           "SSL_CTX_set_option(%#lx)", init_options), host, NULL);
846   }
847 else
848   DEBUG(D_tls) debug_printf("no SSL CTX options to set\n");
849
850 /* Initialize with DH parameters if supplied */
851
852 if (!init_dh(*ctxp, dhparam, host)) return DEFER;
853
854 /* Set up certificate and key (and perhaps OCSP info) */
855
856 rc = tls_expand_session_files(*ctxp, cbinfo);
857 if (rc != OK) return rc;
858
859 /* If we need to handle SNI, do so */
860 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
861 if (host == NULL)
862   {
863 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
864   /* We check ocsp_file, not ocsp_response, because we care about if
865   the option exists, not what the current expansion might be, as SNI might
866   change the certificate and OCSP file in use between now and the time the
867   callback is invoked. */
868   if (cbinfo->ocsp_file)
869     {
870     SSL_CTX_set_tlsext_status_cb(ctx, tls_stapling_cb);
871     SSL_CTX_set_tlsext_status_arg(ctx, cbinfo);
872     }
873 #endif
874   /* We always do this, so that $tls_sni is available even if not used in
875   tls_certificate */
876   SSL_CTX_set_tlsext_servername_callback(*ctxp, tls_servername_cb);
877   SSL_CTX_set_tlsext_servername_arg(*ctxp, cbinfo);
878   }
879 #endif
880
881 /* Set up the RSA callback */
882
883 SSL_CTX_set_tmp_rsa_callback(*ctxp, rsa_callback);
884
885 /* Finally, set the timeout, and we are done */
886
887 SSL_CTX_set_timeout(*ctxp, ssl_session_timeout);
888 DEBUG(D_tls) debug_printf("Initialized TLS\n");
889
890 *cbp = cbinfo;
891
892 return OK;
893 }
894
895
896
897
898 /*************************************************
899 *           Get name of cipher in use            *
900 *************************************************/
901
902 /*
903 Argument:   pointer to an SSL structure for the connection
904             buffer to use for answer
905             size of buffer
906             pointer to number of bits for cipher
907 Returns:    nothing
908 */
909
910 static void
911 construct_cipher_name(SSL *ssl, uschar *cipherbuf, int bsize, int *bits)
912 {
913 /* With OpenSSL 1.0.0a, this needs to be const but the documentation doesn't
914 yet reflect that.  It should be a safe change anyway, even 0.9.8 versions have
915 the accessor functions use const in the prototype. */
916 const SSL_CIPHER *c;
917 uschar *ver;
918
919 switch (ssl->session->ssl_version)
920   {
921   case SSL2_VERSION:
922   ver = US"SSLv2";
923   break;
924
925   case SSL3_VERSION:
926   ver = US"SSLv3";
927   break;
928
929   case TLS1_VERSION:
930   ver = US"TLSv1";
931   break;
932
933 #ifdef TLS1_1_VERSION
934   case TLS1_1_VERSION:
935   ver = US"TLSv1.1";
936   break;
937 #endif
938
939 #ifdef TLS1_2_VERSION
940   case TLS1_2_VERSION:
941   ver = US"TLSv1.2";
942   break;
943 #endif
944
945   default:
946   ver = US"UNKNOWN";
947   }
948
949 c = (const SSL_CIPHER *) SSL_get_current_cipher(ssl);
950 SSL_CIPHER_get_bits(c, bits);
951
952 string_format(cipherbuf, bsize, "%s:%s:%u", ver,
953   SSL_CIPHER_get_name(c), *bits);
954
955 DEBUG(D_tls) debug_printf("Cipher: %s\n", cipherbuf);
956 }
957
958
959
960
961
962 /*************************************************
963 *        Set up for verifying certificates       *
964 *************************************************/
965
966 /* Called by both client and server startup
967
968 Arguments:
969   sctx          SSL_CTX* to initialise
970   certs         certs file or NULL
971   crl           CRL file or NULL
972   host          NULL in a server; the remote host in a client
973   optional      TRUE if called from a server for a host in tls_try_verify_hosts;
974                 otherwise passed as FALSE
975   client        TRUE if called for client startup, FALSE for server startup
976
977 Returns:        OK/DEFER/FAIL
978 */
979
980 static int
981 setup_certs(SSL_CTX *sctx, uschar *certs, uschar *crl, host_item *host, BOOL optional, BOOL client)
982 {
983 uschar *expcerts, *expcrl;
984
985 if (!expand_check(certs, US"tls_verify_certificates", &expcerts))
986   return DEFER;
987
988 if (expcerts != NULL)
989   {
990   struct stat statbuf;
991   if (!SSL_CTX_set_default_verify_paths(sctx))
992     return tls_error(US"SSL_CTX_set_default_verify_paths", host, NULL);
993
994   if (Ustat(expcerts, &statbuf) < 0)
995     {
996     log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
997       "failed to stat %s for certificates", expcerts);
998     return DEFER;
999     }
1000   else
1001     {
1002     uschar *file, *dir;
1003     if ((statbuf.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR)
1004       { file = NULL; dir = expcerts; }
1005     else
1006       { file = expcerts; dir = NULL; }
1007
1008     /* If a certificate file is empty, the next function fails with an
1009     unhelpful error message. If we skip it, we get the correct behaviour (no
1010     certificates are recognized, but the error message is still misleading (it
1011     says no certificate was supplied.) But this is better. */
1012
1013     if ((file == NULL || statbuf.st_size > 0) &&
1014           !SSL_CTX_load_verify_locations(sctx, CS file, CS dir))
1015       return tls_error(US"SSL_CTX_load_verify_locations", host, NULL);
1016
1017     if (file != NULL)
1018       {
1019       SSL_CTX_set_client_CA_list(sctx, SSL_load_client_CA_file(CS file));
1020       }
1021     }
1022
1023   /* Handle a certificate revocation list. */
1024
1025   #if OPENSSL_VERSION_NUMBER > 0x00907000L
1026
1027   /* This bit of code is now the version supplied by Lars Mainka. (I have
1028    * merely reformatted it into the Exim code style.)
1029
1030    * "From here I changed the code to add support for multiple crl's
1031    * in pem format in one file or to support hashed directory entries in
1032    * pem format instead of a file. This method now uses the library function
1033    * X509_STORE_load_locations to add the CRL location to the SSL context.
1034    * OpenSSL will then handle the verify against CA certs and CRLs by
1035    * itself in the verify callback." */
1036
1037   if (!expand_check(crl, US"tls_crl", &expcrl)) return DEFER;
1038   if (expcrl != NULL && *expcrl != 0)
1039     {
1040     struct stat statbufcrl;
1041     if (Ustat(expcrl, &statbufcrl) < 0)
1042       {
1043       log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
1044         "failed to stat %s for certificates revocation lists", expcrl);
1045       return DEFER;
1046       }
1047     else
1048       {
1049       /* is it a file or directory? */
1050       uschar *file, *dir;
1051       X509_STORE *cvstore = SSL_CTX_get_cert_store(sctx);
1052       if ((statbufcrl.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR)
1053         {
1054         file = NULL;
1055         dir = expcrl;
1056         DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL CRL value is a directory %s\n", dir);
1057         }
1058       else
1059         {
1060         file = expcrl;
1061         dir = NULL;
1062         DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL CRL value is a file %s\n", file);
1063         }
1064       if (X509_STORE_load_locations(cvstore, CS file, CS dir) == 0)
1065         return tls_error(US"X509_STORE_load_locations", host, NULL);
1066
1067       /* setting the flags to check against the complete crl chain */
1068
1069       X509_STORE_set_flags(cvstore,
1070         X509_V_FLAG_CRL_CHECK|X509_V_FLAG_CRL_CHECK_ALL);
1071       }
1072     }
1073
1074   #endif  /* OPENSSL_VERSION_NUMBER > 0x00907000L */
1075
1076   /* If verification is optional, don't fail if no certificate */
1077
1078   SSL_CTX_set_verify(sctx,
1079     SSL_VERIFY_PEER | (optional? 0 : SSL_VERIFY_FAIL_IF_NO_PEER_CERT),
1080     client ? verify_callback_client : verify_callback_server);
1081   }
1082
1083 return OK;
1084 }
1085
1086
1087
1088 /*************************************************
1089 *       Start a TLS session in a server          *
1090 *************************************************/
1091
1092 /* This is called when Exim is running as a server, after having received
1093 the STARTTLS command. It must respond to that command, and then negotiate
1094 a TLS session.
1095
1096 Arguments:
1097   require_ciphers   allowed ciphers
1098
1099 Returns:            OK on success
1100                     DEFER for errors before the start of the negotiation
1101                     FAIL for errors during the negotation; the server can't
1102                       continue running.
1103 */
1104
1105 int
1106 tls_server_start(const uschar *require_ciphers)
1107 {
1108 int rc;
1109 uschar *expciphers;
1110 tls_ext_ctx_cb *cbinfo;
1111 static uschar cipherbuf[256];
1112
1113 /* Check for previous activation */
1114
1115 if (tls_in.active >= 0)
1116   {
1117   tls_error(US"STARTTLS received after TLS started", NULL, US"");
1118   smtp_printf("554 Already in TLS\r\n");
1119   return FAIL;
1120   }
1121
1122 /* Initialize the SSL library. If it fails, it will already have logged
1123 the error. */
1124
1125 rc = tls_init(&server_ctx, NULL, tls_dhparam, tls_certificate, tls_privatekey,
1126 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
1127     tls_ocsp_file,
1128 #endif
1129     NULL, &server_static_cbinfo);
1130 if (rc != OK) return rc;
1131 cbinfo = server_static_cbinfo;
1132
1133 if (!expand_check(require_ciphers, US"tls_require_ciphers", &expciphers))
1134   return FAIL;
1135
1136 /* In OpenSSL, cipher components are separated by hyphens. In GnuTLS, they
1137 were historically separated by underscores. So that I can use either form in my
1138 tests, and also for general convenience, we turn underscores into hyphens here.
1139 */
1140
1141 if (expciphers != NULL)
1142   {
1143   uschar *s = expciphers;
1144   while (*s != 0) { if (*s == '_') *s = '-'; s++; }
1145   DEBUG(D_tls) debug_printf("required ciphers: %s\n", expciphers);
1146   if (!SSL_CTX_set_cipher_list(server_ctx, CS expciphers))
1147     return tls_error(US"SSL_CTX_set_cipher_list", NULL, NULL);
1148   cbinfo->server_cipher_list = expciphers;
1149   }
1150
1151 /* If this is a host for which certificate verification is mandatory or
1152 optional, set up appropriately. */
1153
1154 tls_in.certificate_verified = FALSE;
1155 server_verify_callback_called = FALSE;
1156
1157 if (verify_check_host(&tls_verify_hosts) == OK)
1158   {
1159   rc = setup_certs(server_ctx, tls_verify_certificates, tls_crl, NULL, FALSE, FALSE);
1160   if (rc != OK) return rc;
1161   server_verify_optional = FALSE;
1162   }
1163 else if (verify_check_host(&tls_try_verify_hosts) == OK)
1164   {
1165   rc = setup_certs(server_ctx, tls_verify_certificates, tls_crl, NULL, TRUE, FALSE);
1166   if (rc != OK) return rc;
1167   server_verify_optional = TRUE;
1168   }
1169
1170 /* Prepare for new connection */
1171
1172 if ((server_ssl = SSL_new(server_ctx)) == NULL) return tls_error(US"SSL_new", NULL, NULL);
1173
1174 /* Warning: we used to SSL_clear(ssl) here, it was removed.
1175  *
1176  * With the SSL_clear(), we get strange interoperability bugs with
1177  * OpenSSL 1.0.1b and TLS1.1/1.2.  It looks as though this may be a bug in
1178  * OpenSSL itself, as a clear should not lead to inability to follow protocols.
1179  *
1180  * The SSL_clear() call is to let an existing SSL* be reused, typically after
1181  * session shutdown.  In this case, we have a brand new object and there's no
1182  * obvious reason to immediately clear it.  I'm guessing that this was
1183  * originally added because of incomplete initialisation which the clear fixed,
1184  * in some historic release.
1185  */
1186
1187 /* Set context and tell client to go ahead, except in the case of TLS startup
1188 on connection, where outputting anything now upsets the clients and tends to
1189 make them disconnect. We need to have an explicit fflush() here, to force out
1190 the response. Other smtp_printf() calls do not need it, because in non-TLS
1191 mode, the fflush() happens when smtp_getc() is called. */
1192
1193 SSL_set_session_id_context(server_ssl, sid_ctx, Ustrlen(sid_ctx));
1194 if (!tls_in.on_connect)
1195   {
1196   smtp_printf("220 TLS go ahead\r\n");
1197   fflush(smtp_out);
1198   }
1199
1200 /* Now negotiate the TLS session. We put our own timer on it, since it seems
1201 that the OpenSSL library doesn't. */
1202
1203 SSL_set_wfd(server_ssl, fileno(smtp_out));
1204 SSL_set_rfd(server_ssl, fileno(smtp_in));
1205 SSL_set_accept_state(server_ssl);
1206
1207 DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling SSL_accept\n");
1208
1209 sigalrm_seen = FALSE;
1210 if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(smtp_receive_timeout);
1211 rc = SSL_accept(server_ssl);
1212 alarm(0);
1213
1214 if (rc <= 0)
1215   {
1216   tls_error(US"SSL_accept", NULL, sigalrm_seen ? US"timed out" : NULL);
1217   if (ERR_get_error() == 0)
1218     log_write(0, LOG_MAIN,
1219         "TLS client disconnected cleanly (rejected our certificate?)");
1220   return FAIL;
1221   }
1222
1223 DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_accept was successful\n");
1224
1225 /* TLS has been set up. Adjust the input functions to read via TLS,
1226 and initialize things. */
1227
1228 construct_cipher_name(server_ssl, cipherbuf, sizeof(cipherbuf), &tls_in.bits);
1229 tls_in.cipher = cipherbuf;
1230
1231 DEBUG(D_tls)
1232   {
1233   uschar buf[2048];
1234   if (SSL_get_shared_ciphers(server_ssl, CS buf, sizeof(buf)) != NULL)
1235     debug_printf("Shared ciphers: %s\n", buf);
1236   }
1237
1238
1239 /* Only used by the server-side tls (tls_in), including tls_getc.
1240    Client-side (tls_out) reads (seem to?) go via
1241    smtp_read_response()/ip_recv().
1242    Hence no need to duplicate for _in and _out.
1243  */
1244 ssl_xfer_buffer = store_malloc(ssl_xfer_buffer_size);
1245 ssl_xfer_buffer_lwm = ssl_xfer_buffer_hwm = 0;
1246 ssl_xfer_eof = ssl_xfer_error = 0;
1247
1248 receive_getc = tls_getc;
1249 receive_ungetc = tls_ungetc;
1250 receive_feof = tls_feof;
1251 receive_ferror = tls_ferror;
1252 receive_smtp_buffered = tls_smtp_buffered;
1253
1254 tls_in.active = fileno(smtp_out);
1255 return OK;
1256 }
1257
1258
1259
1260
1261
1262 /*************************************************
1263 *    Start a TLS session in a client             *
1264 *************************************************/
1265
1266 /* Called from the smtp transport after STARTTLS has been accepted.
1267
1268 Argument:
1269   fd               the fd of the connection
1270   host             connected host (for messages)
1271   addr             the first address
1272   dhparam          DH parameter file
1273   certificate      certificate file
1274   privatekey       private key file
1275   sni              TLS SNI to send to remote host
1276   verify_certs     file for certificate verify
1277   crl              file containing CRL
1278   require_ciphers  list of allowed ciphers
1279   dh_min_bits      minimum number of bits acceptable in server's DH prime
1280                    (unused in OpenSSL)
1281   timeout          startup timeout
1282
1283 Returns:           OK on success
1284                    FAIL otherwise - note that tls_error() will not give DEFER
1285                      because this is not a server
1286 */
1287
1288 int
1289 tls_client_start(int fd, host_item *host, address_item *addr, uschar *dhparam,
1290   uschar *certificate, uschar *privatekey, uschar *sni,
1291   uschar *verify_certs, uschar *crl,
1292   uschar *require_ciphers, int dh_min_bits ARG_UNUSED, int timeout)
1293 {
1294 static uschar txt[256];
1295 uschar *expciphers;
1296 X509* server_cert;
1297 int rc;
1298 static uschar cipherbuf[256];
1299
1300 rc = tls_init(&client_ctx, host, dhparam, certificate, privatekey,
1301 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
1302     NULL,
1303 #endif
1304     addr, &client_static_cbinfo);
1305 if (rc != OK) return rc;
1306
1307 tls_out.certificate_verified = FALSE;
1308 client_verify_callback_called = FALSE;
1309
1310 if (!expand_check(require_ciphers, US"tls_require_ciphers", &expciphers))
1311   return FAIL;
1312
1313 /* In OpenSSL, cipher components are separated by hyphens. In GnuTLS, they
1314 are separated by underscores. So that I can use either form in my tests, and
1315 also for general convenience, we turn underscores into hyphens here. */
1316
1317 if (expciphers != NULL)
1318   {
1319   uschar *s = expciphers;
1320   while (*s != 0) { if (*s == '_') *s = '-'; s++; }
1321   DEBUG(D_tls) debug_printf("required ciphers: %s\n", expciphers);
1322   if (!SSL_CTX_set_cipher_list(client_ctx, CS expciphers))
1323     return tls_error(US"SSL_CTX_set_cipher_list", host, NULL);
1324   }
1325
1326 rc = setup_certs(client_ctx, verify_certs, crl, host, FALSE, TRUE);
1327 if (rc != OK) return rc;
1328
1329 if ((client_ssl = SSL_new(client_ctx)) == NULL) return tls_error(US"SSL_new", host, NULL);
1330 SSL_set_session_id_context(client_ssl, sid_ctx, Ustrlen(sid_ctx));
1331 SSL_set_fd(client_ssl, fd);
1332 SSL_set_connect_state(client_ssl);
1333
1334 if (sni)
1335   {
1336   if (!expand_check(sni, US"tls_sni", &tls_out.sni))
1337     return FAIL;
1338   if (!Ustrlen(tls_out.sni))
1339     tls_out.sni = NULL;
1340   else
1341     {
1342 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
1343     DEBUG(D_tls) debug_printf("Setting TLS SNI \"%s\"\n", tls_out.sni);
1344     SSL_set_tlsext_host_name(client_ssl, tls_out.sni);
1345 #else
1346     DEBUG(D_tls)
1347       debug_printf("OpenSSL at build-time lacked SNI support, ignoring \"%s\"\n",
1348           tls_sni);
1349 #endif
1350     }
1351   }
1352
1353 /* There doesn't seem to be a built-in timeout on connection. */
1354
1355 DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling SSL_connect\n");
1356 sigalrm_seen = FALSE;
1357 alarm(timeout);
1358 rc = SSL_connect(client_ssl);
1359 alarm(0);
1360
1361 if (rc <= 0)
1362   return tls_error(US"SSL_connect", host, sigalrm_seen ? US"timed out" : NULL);
1363
1364 DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_connect succeeded\n");
1365
1366 /* Beware anonymous ciphers which lead to server_cert being NULL */
1367 server_cert = SSL_get_peer_certificate (client_ssl);
1368 if (server_cert)
1369   {
1370   tls_out.peerdn = US X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(server_cert),
1371     CS txt, sizeof(txt));
1372   tls_out.peerdn = txt;
1373   }
1374 else
1375   tls_out.peerdn = NULL;
1376
1377 construct_cipher_name(client_ssl, cipherbuf, sizeof(cipherbuf), &tls_out.bits);
1378 tls_out.cipher = cipherbuf;
1379
1380 tls_out.active = fd;
1381 return OK;
1382 }
1383
1384
1385
1386
1387
1388 /*************************************************
1389 *            TLS version of getc                 *
1390 *************************************************/
1391
1392 /* This gets the next byte from the TLS input buffer. If the buffer is empty,
1393 it refills the buffer via the SSL reading function.
1394
1395 Arguments:  none
1396 Returns:    the next character or EOF
1397
1398 Only used by the server-side TLS.
1399 */
1400
1401 int
1402 tls_getc(void)
1403 {
1404 if (ssl_xfer_buffer_lwm >= ssl_xfer_buffer_hwm)
1405   {
1406   int error;
1407   int inbytes;
1408
1409   DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling SSL_read(%p, %p, %u)\n", server_ssl,
1410     ssl_xfer_buffer, ssl_xfer_buffer_size);
1411
1412   if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(smtp_receive_timeout);
1413   inbytes = SSL_read(server_ssl, CS ssl_xfer_buffer, ssl_xfer_buffer_size);
1414   error = SSL_get_error(server_ssl, inbytes);
1415   alarm(0);
1416
1417   /* SSL_ERROR_ZERO_RETURN appears to mean that the SSL session has been
1418   closed down, not that the socket itself has been closed down. Revert to
1419   non-SSL handling. */
1420
1421   if (error == SSL_ERROR_ZERO_RETURN)
1422     {
1423     DEBUG(D_tls) debug_printf("Got SSL_ERROR_ZERO_RETURN\n");
1424
1425     receive_getc = smtp_getc;
1426     receive_ungetc = smtp_ungetc;
1427     receive_feof = smtp_feof;
1428     receive_ferror = smtp_ferror;
1429     receive_smtp_buffered = smtp_buffered;
1430
1431     SSL_free(server_ssl);
1432     server_ssl = NULL;
1433     tls_in.active = -1;
1434     tls_in.bits = 0;
1435     tls_in.cipher = NULL;
1436     tls_in.peerdn = NULL;
1437     tls_in.sni = NULL;
1438
1439     return smtp_getc();
1440     }
1441
1442   /* Handle genuine errors */
1443
1444   else if (error == SSL_ERROR_SSL)
1445     {
1446     ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
1447     log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error (SSL_read): %s", ssl_errstring);
1448     ssl_xfer_error = 1;
1449     return EOF;
1450     }
1451
1452   else if (error != SSL_ERROR_NONE)
1453     {
1454     DEBUG(D_tls) debug_printf("Got SSL error %d\n", error);
1455     ssl_xfer_error = 1;
1456     return EOF;
1457     }
1458
1459 #ifndef DISABLE_DKIM
1460   dkim_exim_verify_feed(ssl_xfer_buffer, inbytes);
1461 #endif
1462   ssl_xfer_buffer_hwm = inbytes;
1463   ssl_xfer_buffer_lwm = 0;
1464   }
1465
1466 /* Something in the buffer; return next uschar */
1467
1468 return ssl_xfer_buffer[ssl_xfer_buffer_lwm++];
1469 }
1470
1471
1472
1473 /*************************************************
1474 *          Read bytes from TLS channel           *
1475 *************************************************/
1476
1477 /*
1478 Arguments:
1479   buff      buffer of data
1480   len       size of buffer
1481
1482 Returns:    the number of bytes read
1483             -1 after a failed read
1484
1485 Only used by the client-side TLS.
1486 */
1487
1488 int
1489 tls_read(BOOL is_server, uschar *buff, size_t len)
1490 {
1491 SSL *ssl = is_server ? server_ssl : client_ssl;
1492 int inbytes;
1493 int error;
1494
1495 DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling SSL_read(%p, %p, %u)\n", ssl,
1496   buff, (unsigned int)len);
1497
1498 inbytes = SSL_read(ssl, CS buff, len);
1499 error = SSL_get_error(ssl, inbytes);
1500
1501 if (error == SSL_ERROR_ZERO_RETURN)
1502   {
1503   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got SSL_ERROR_ZERO_RETURN\n");
1504   return -1;
1505   }
1506 else if (error != SSL_ERROR_NONE)
1507   {
1508   return -1;
1509   }
1510
1511 return inbytes;
1512 }
1513
1514
1515
1516
1517
1518 /*************************************************
1519 *         Write bytes down TLS channel           *
1520 *************************************************/
1521
1522 /*
1523 Arguments:
1524   is_server channel specifier
1525   buff      buffer of data
1526   len       number of bytes
1527
1528 Returns:    the number of bytes after a successful write,
1529             -1 after a failed write
1530
1531 Used by both server-side and client-side TLS.
1532 */
1533
1534 int
1535 tls_write(BOOL is_server, const uschar *buff, size_t len)
1536 {
1537 int outbytes;
1538 int error;
1539 int left = len;
1540 SSL *ssl = is_server ? server_ssl : client_ssl;
1541
1542 DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_do_write(%p, %d)\n", buff, left);
1543 while (left > 0)
1544   {
1545   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_write(SSL, %p, %d)\n", buff, left);
1546   outbytes = SSL_write(ssl, CS buff, left);
1547   error = SSL_get_error(ssl, outbytes);
1548   DEBUG(D_tls) debug_printf("outbytes=%d error=%d\n", outbytes, error);
1549   switch (error)
1550     {
1551     case SSL_ERROR_SSL:
1552     ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
1553     log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error (SSL_write): %s", ssl_errstring);
1554     return -1;
1555
1556     case SSL_ERROR_NONE:
1557     left -= outbytes;
1558     buff += outbytes;
1559     break;
1560
1561     case SSL_ERROR_ZERO_RETURN:
1562     log_write(0, LOG_MAIN, "SSL channel closed on write");
1563     return -1;
1564
1565     case SSL_ERROR_SYSCALL:
1566     log_write(0, LOG_MAIN, "SSL_write: (from %s) syscall: %s",
1567       sender_fullhost ? sender_fullhost : US"<unknown>",
1568       strerror(errno));
1569
1570     default:
1571     log_write(0, LOG_MAIN, "SSL_write error %d", error);
1572     return -1;
1573     }
1574   }
1575 return len;
1576 }
1577
1578
1579
1580 /*************************************************
1581 *         Close down a TLS session               *
1582 *************************************************/
1583
1584 /* This is also called from within a delivery subprocess forked from the
1585 daemon, to shut down the TLS library, without actually doing a shutdown (which
1586 would tamper with the SSL session in the parent process).
1587
1588 Arguments:   TRUE if SSL_shutdown is to be called
1589 Returns:     nothing
1590
1591 Used by both server-side and client-side TLS.
1592 */
1593
1594 void
1595 tls_close(BOOL is_server, BOOL shutdown)
1596 {
1597 SSL **sslp = is_server ? &server_ssl : &client_ssl;
1598 int *fdp = is_server ? &tls_in.active : &tls_out.active;
1599
1600 if (*fdp < 0) return;  /* TLS was not active */
1601
1602 if (shutdown)
1603   {
1604   DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_close(): shutting down SSL\n");
1605   SSL_shutdown(*sslp);
1606   }
1607
1608 SSL_free(*sslp);
1609 *sslp = NULL;
1610
1611 *fdp = -1;
1612 }
1613
1614
1615
1616
1617 /*************************************************
1618 *  Let tls_require_ciphers be checked at startup *
1619 *************************************************/
1620
1621 /* The tls_require_ciphers option, if set, must be something which the
1622 library can parse.
1623
1624 Returns:     NULL on success, or error message
1625 */
1626
1627 uschar *
1628 tls_validate_require_cipher(void)
1629 {
1630 SSL_CTX *ctx;
1631 uschar *s, *expciphers, *err;
1632
1633 /* this duplicates from tls_init(), we need a better "init just global
1634 state, for no specific purpose" singleton function of our own */
1635
1636 SSL_load_error_strings();
1637 OpenSSL_add_ssl_algorithms();
1638 #if (OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x0090800fL) && !defined(OPENSSL_NO_SHA256)
1639 /* SHA256 is becoming ever more popular. This makes sure it gets added to the
1640 list of available digests. */
1641 EVP_add_digest(EVP_sha256());
1642 #endif
1643
1644 if (!(tls_require_ciphers && *tls_require_ciphers))
1645   return NULL;
1646
1647 if (!expand_check(tls_require_ciphers, US"tls_require_ciphers", &expciphers))
1648   return US"failed to expand tls_require_ciphers";
1649
1650 if (!(expciphers && *expciphers))
1651   return NULL;
1652
1653 /* normalisation ripped from above */
1654 s = expciphers;
1655 while (*s != 0) { if (*s == '_') *s = '-'; s++; }
1656
1657 err = NULL;
1658
1659 ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());
1660 if (!ctx)
1661   {
1662   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
1663   return string_sprintf("SSL_CTX_new() failed: %s", ssl_errstring);
1664   }
1665
1666 DEBUG(D_tls)
1667   debug_printf("tls_require_ciphers expands to \"%s\"\n", expciphers);
1668
1669 if (!SSL_CTX_set_cipher_list(ctx, CS expciphers))
1670   {
1671   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
1672   err = string_sprintf("SSL_CTX_set_cipher_list(%s) failed", expciphers);
1673   }
1674
1675 SSL_CTX_free(ctx);
1676
1677 return err;
1678 }
1679
1680
1681
1682
1683 /*************************************************
1684 *         Report the library versions.           *
1685 *************************************************/
1686
1687 /* There have historically been some issues with binary compatibility in
1688 OpenSSL libraries; if Exim (like many other applications) is built against
1689 one version of OpenSSL but the run-time linker picks up another version,
1690 it can result in serious failures, including crashing with a SIGSEGV.  So
1691 report the version found by the compiler and the run-time version.
1692
1693 Arguments:   a FILE* to print the results to
1694 Returns:     nothing
1695 */
1696
1697 void
1698 tls_version_report(FILE *f)
1699 {
1700 fprintf(f, "Library version: OpenSSL: Compile: %s\n"
1701            "                          Runtime: %s\n",
1702            OPENSSL_VERSION_TEXT,
1703            SSLeay_version(SSLEAY_VERSION));
1704 }
1705
1706
1707
1708
1709 /*************************************************
1710 *            Random number generation            *
1711 *************************************************/
1712
1713 /* Pseudo-random number generation.  The result is not expected to be
1714 cryptographically strong but not so weak that someone will shoot themselves
1715 in the foot using it as a nonce in input in some email header scheme or
1716 whatever weirdness they'll twist this into.  The result should handle fork()
1717 and avoid repeating sequences.  OpenSSL handles that for us.
1718
1719 Arguments:
1720   max       range maximum
1721 Returns     a random number in range [0, max-1]
1722 */
1723
1724 int
1725 vaguely_random_number(int max)
1726 {
1727 unsigned int r;
1728 int i, needed_len;
1729 uschar *p;
1730 uschar smallbuf[sizeof(r)];
1731
1732 if (max <= 1)
1733   return 0;
1734
1735 /* OpenSSL auto-seeds from /dev/random, etc, but this a double-check. */
1736 if (!RAND_status())
1737   {
1738   randstuff r;
1739   gettimeofday(&r.tv, NULL);
1740   r.p = getpid();
1741
1742   RAND_seed((uschar *)(&r), sizeof(r));
1743   }
1744 /* We're after pseudo-random, not random; if we still don't have enough data
1745 in the internal PRNG then our options are limited.  We could sleep and hope
1746 for entropy to come along (prayer technique) but if the system is so depleted
1747 in the first place then something is likely to just keep taking it.  Instead,
1748 we'll just take whatever little bit of pseudo-random we can still manage to
1749 get. */
1750
1751 needed_len = sizeof(r);
1752 /* Don't take 8 times more entropy than needed if int is 8 octets and we were
1753 asked for a number less than 10. */
1754 for (r = max, i = 0; r; ++i)
1755   r >>= 1;
1756 i = (i + 7) / 8;
1757 if (i < needed_len)
1758   needed_len = i;
1759
1760 /* We do not care if crypto-strong */
1761 i = RAND_pseudo_bytes(smallbuf, needed_len);
1762 if (i < 0)
1763   {
1764   DEBUG(D_all)
1765     debug_printf("OpenSSL RAND_pseudo_bytes() not supported by RAND method, using fallback.\n");
1766   return vaguely_random_number_fallback(max);
1767   }
1768
1769 r = 0;
1770 for (p = smallbuf; needed_len; --needed_len, ++p)
1771   {
1772   r *= 256;
1773   r += *p;
1774   }
1775
1776 /* We don't particularly care about weighted results; if someone wants
1777 smooth distribution and cares enough then they should submit a patch then. */
1778 return r % max;
1779 }
1780
1781
1782
1783
1784 /*************************************************
1785 *        OpenSSL option parse                    *
1786 *************************************************/
1787
1788 /* Parse one option for tls_openssl_options_parse below
1789
1790 Arguments:
1791   name    one option name
1792   value   place to store a value for it
1793 Returns   success or failure in parsing
1794 */
1795
1796 struct exim_openssl_option {
1797   uschar *name;
1798   long    value;
1799 };
1800 /* We could use a macro to expand, but we need the ifdef and not all the
1801 options document which version they were introduced in.  Policylet: include
1802 all options unless explicitly for DTLS, let the administrator choose which
1803 to apply.
1804
1805 This list is current as of:
1806   ==>  1.0.1b  <==  */
1807 static struct exim_openssl_option exim_openssl_options[] = {
1808 /* KEEP SORTED ALPHABETICALLY! */
1809 #ifdef SSL_OP_ALL
1810   { US"all", SSL_OP_ALL },
1811 #endif
1812 #ifdef SSL_OP_ALLOW_UNSAFE_LEGACY_RENEGOTIATION
1813   { US"allow_unsafe_legacy_renegotiation", SSL_OP_ALLOW_UNSAFE_LEGACY_RENEGOTIATION },
1814 #endif
1815 #ifdef SSL_OP_CIPHER_SERVER_PREFERENCE
1816   { US"cipher_server_preference", SSL_OP_CIPHER_SERVER_PREFERENCE },
1817 #endif
1818 #ifdef SSL_OP_DONT_INSERT_EMPTY_FRAGMENTS
1819   { US"dont_insert_empty_fragments", SSL_OP_DONT_INSERT_EMPTY_FRAGMENTS },
1820 #endif
1821 #ifdef SSL_OP_EPHEMERAL_RSA
1822   { US"ephemeral_rsa", SSL_OP_EPHEMERAL_RSA },
1823 #endif
1824 #ifdef SSL_OP_LEGACY_SERVER_CONNECT
1825   { US"legacy_server_connect", SSL_OP_LEGACY_SERVER_CONNECT },
1826 #endif
1827 #ifdef SSL_OP_MICROSOFT_BIG_SSLV3_BUFFER
1828   { US"microsoft_big_sslv3_buffer", SSL_OP_MICROSOFT_BIG_SSLV3_BUFFER },
1829 #endif
1830 #ifdef SSL_OP_MICROSOFT_SESS_ID_BUG
1831   { US"microsoft_sess_id_bug", SSL_OP_MICROSOFT_SESS_ID_BUG },
1832 #endif
1833 #ifdef SSL_OP_MSIE_SSLV2_RSA_PADDING
1834   { US"msie_sslv2_rsa_padding", SSL_OP_MSIE_SSLV2_RSA_PADDING },
1835 #endif
1836 #ifdef SSL_OP_NETSCAPE_CHALLENGE_BUG
1837   { US"netscape_challenge_bug", SSL_OP_NETSCAPE_CHALLENGE_BUG },
1838 #endif
1839 #ifdef SSL_OP_NETSCAPE_REUSE_CIPHER_CHANGE_BUG
1840   { US"netscape_reuse_cipher_change_bug", SSL_OP_NETSCAPE_REUSE_CIPHER_CHANGE_BUG },
1841 #endif
1842 #ifdef SSL_OP_NO_COMPRESSION
1843   { US"no_compression", SSL_OP_NO_COMPRESSION },
1844 #endif
1845 #ifdef SSL_OP_NO_SESSION_RESUMPTION_ON_RENEGOTIATION
1846   { US"no_session_resumption_on_renegotiation", SSL_OP_NO_SESSION_RESUMPTION_ON_RENEGOTIATION },
1847 #endif
1848 #ifdef SSL_OP_NO_SSLv2
1849   { US"no_sslv2", SSL_OP_NO_SSLv2 },
1850 #endif
1851 #ifdef SSL_OP_NO_SSLv3
1852   { US"no_sslv3", SSL_OP_NO_SSLv3 },
1853 #endif
1854 #ifdef SSL_OP_NO_TICKET
1855   { US"no_ticket", SSL_OP_NO_TICKET },
1856 #endif
1857 #ifdef SSL_OP_NO_TLSv1
1858   { US"no_tlsv1", SSL_OP_NO_TLSv1 },
1859 #endif
1860 #ifdef SSL_OP_NO_TLSv1_1
1861 #if SSL_OP_NO_TLSv1_1 == 0x00000400L
1862   /* Error in chosen value in 1.0.1a; see first item in CHANGES for 1.0.1b */
1863 #warning OpenSSL 1.0.1a uses a bad value for SSL_OP_NO_TLSv1_1, ignoring
1864 #else
1865   { US"no_tlsv1_1", SSL_OP_NO_TLSv1_1 },
1866 #endif
1867 #endif
1868 #ifdef SSL_OP_NO_TLSv1_2
1869   { US"no_tlsv1_2", SSL_OP_NO_TLSv1_2 },
1870 #endif
1871 #ifdef SSL_OP_SINGLE_DH_USE
1872   { US"single_dh_use", SSL_OP_SINGLE_DH_USE },
1873 #endif
1874 #ifdef SSL_OP_SINGLE_ECDH_USE
1875   { US"single_ecdh_use", SSL_OP_SINGLE_ECDH_USE },
1876 #endif
1877 #ifdef SSL_OP_SSLEAY_080_CLIENT_DH_BUG
1878   { US"ssleay_080_client_dh_bug", SSL_OP_SSLEAY_080_CLIENT_DH_BUG },
1879 #endif
1880 #ifdef SSL_OP_SSLREF2_REUSE_CERT_TYPE_BUG
1881   { US"sslref2_reuse_cert_type_bug", SSL_OP_SSLREF2_REUSE_CERT_TYPE_BUG },
1882 #endif
1883 #ifdef SSL_OP_TLS_BLOCK_PADDING_BUG
1884   { US"tls_block_padding_bug", SSL_OP_TLS_BLOCK_PADDING_BUG },
1885 #endif
1886 #ifdef SSL_OP_TLS_D5_BUG
1887   { US"tls_d5_bug", SSL_OP_TLS_D5_BUG },
1888 #endif
1889 #ifdef SSL_OP_TLS_ROLLBACK_BUG
1890   { US"tls_rollback_bug", SSL_OP_TLS_ROLLBACK_BUG },
1891 #endif
1892 };
1893 static int exim_openssl_options_size =
1894   sizeof(exim_openssl_options)/sizeof(struct exim_openssl_option);
1895
1896
1897 static BOOL
1898 tls_openssl_one_option_parse(uschar *name, long *value)
1899 {
1900 int first = 0;
1901 int last = exim_openssl_options_size;
1902 while (last > first)
1903   {
1904   int middle = (first + last)/2;
1905   int c = Ustrcmp(name, exim_openssl_options[middle].name);
1906   if (c == 0)
1907     {
1908     *value = exim_openssl_options[middle].value;
1909     return TRUE;
1910     }
1911   else if (c > 0)
1912     first = middle + 1;
1913   else
1914     last = middle;
1915   }
1916 return FALSE;
1917 }
1918
1919
1920
1921
1922 /*************************************************
1923 *        OpenSSL option parsing logic            *
1924 *************************************************/
1925
1926 /* OpenSSL has a number of compatibility options which an administrator might
1927 reasonably wish to set.  Interpret a list similarly to decode_bits(), so that
1928 we look like log_selector.
1929
1930 Arguments:
1931   option_spec  the administrator-supplied string of options
1932   results      ptr to long storage for the options bitmap
1933 Returns        success or failure
1934 */
1935
1936 BOOL
1937 tls_openssl_options_parse(uschar *option_spec, long *results)
1938 {
1939 long result, item;
1940 uschar *s, *end;
1941 uschar keep_c;
1942 BOOL adding, item_parsed;
1943
1944 result = 0L;
1945 /* Prior to 4.80 we or'd in SSL_OP_DONT_INSERT_EMPTY_FRAGMENTS; removed
1946  * from default because it increases BEAST susceptibility. */
1947 #ifdef SSL_OP_NO_SSLv2
1948 result |= SSL_OP_NO_SSLv2;
1949 #endif
1950
1951 if (option_spec == NULL)
1952   {
1953   *results = result;
1954   return TRUE;
1955   }
1956
1957 for (s=option_spec; *s != '\0'; /**/)
1958   {
1959   while (isspace(*s)) ++s;
1960   if (*s == '\0')
1961     break;
1962   if (*s != '+' && *s != '-')
1963     {
1964     DEBUG(D_tls) debug_printf("malformed openssl option setting: "
1965         "+ or - expected but found \"%s\"\n", s);
1966     return FALSE;
1967     }
1968   adding = *s++ == '+';
1969   for (end = s; (*end != '\0') && !isspace(*end); ++end) /**/ ;
1970   keep_c = *end;
1971   *end = '\0';
1972   item_parsed = tls_openssl_one_option_parse(s, &item);
1973   if (!item_parsed)
1974     {
1975     DEBUG(D_tls) debug_printf("openssl option setting unrecognised: \"%s\"\n", s);
1976     return FALSE;
1977     }
1978   DEBUG(D_tls) debug_printf("openssl option, %s from %lx: %lx (%s)\n",
1979       adding ? "adding" : "removing", result, item, s);
1980   if (adding)
1981     result |= item;
1982   else
1983     result &= ~item;
1984   *end = keep_c;
1985   s = end;
1986   }
1987
1988 *results = result;
1989 return TRUE;
1990 }
1991
1992 /* End of tls-openssl.c */