tidying
[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 # define SUPPORT_PARAM_TO_PK_BITS
46 #endif
47 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER < 0x030103 && !defined(DISABLE_OCSP)
48 # warning "GnuTLS library version too old; define DISABLE_OCSP in Makefile"
49 # define DISABLE_OCSP
50 #endif
51 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER < 0x020a00 && !defined(DISABLE_EVENT)
52 # warning "GnuTLS library version too old; tls:cert event unsupported"
53 # define DISABLE_EVENT
54 #endif
55 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030306
56 # define SUPPORT_CA_DIR
57 #else
58 # undef  SUPPORT_CA_DIR
59 #endif
60 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030014
61 # define SUPPORT_SYSDEFAULT_CABUNDLE
62 #endif
63
64 #ifndef DISABLE_OCSP
65 # include <gnutls/ocsp.h>
66 #endif
67
68 /* GnuTLS 2 vs 3
69
70 GnuTLS 3 only:
71   gnutls_global_set_audit_log_function()
72
73 Changes:
74   gnutls_certificate_verify_peers2(): is new, drop the 2 for old version
75 */
76
77 /* Local static variables for GnuTLS */
78
79 /* Values for verify_requirement */
80
81 enum peer_verify_requirement
82   { VERIFY_NONE, VERIFY_OPTIONAL, VERIFY_REQUIRED };
83
84 /* This holds most state for server or client; with this, we can set up an
85 outbound TLS-enabled connection in an ACL callout, while not stomping all
86 over the TLS variables available for expansion.
87
88 Some of these correspond to variables in globals.c; those variables will
89 be set to point to content in one of these instances, as appropriate for
90 the stage of the process lifetime.
91
92 Not handled here: global tls_channelbinding_b64.
93 */
94
95 typedef struct exim_gnutls_state {
96   gnutls_session_t      session;
97   gnutls_certificate_credentials_t x509_cred;
98   gnutls_priority_t     priority_cache;
99   enum peer_verify_requirement verify_requirement;
100   int                   fd_in;
101   int                   fd_out;
102   BOOL                  peer_cert_verified;
103   BOOL                  trigger_sni_changes;
104   BOOL                  have_set_peerdn;
105   const struct host_item *host;
106   gnutls_x509_crt_t     peercert;
107   uschar                *peerdn;
108   uschar                *ciphersuite;
109   uschar                *received_sni;
110
111   const uschar *tls_certificate;
112   const uschar *tls_privatekey;
113   const uschar *tls_sni; /* client send only, not received */
114   const uschar *tls_verify_certificates;
115   const uschar *tls_crl;
116   const uschar *tls_require_ciphers;
117
118   uschar *exp_tls_certificate;
119   uschar *exp_tls_privatekey;
120   uschar *exp_tls_verify_certificates;
121   uschar *exp_tls_crl;
122   uschar *exp_tls_require_ciphers;
123   uschar *exp_tls_ocsp_file;
124   const uschar *exp_tls_verify_cert_hostnames;
125 #ifndef DISABLE_EVENT
126   uschar *event_action;
127 #endif
128
129   tls_support *tlsp;    /* set in tls_init() */
130
131   uschar *xfer_buffer;
132   int xfer_buffer_lwm;
133   int xfer_buffer_hwm;
134   int xfer_eof;
135   int xfer_error;
136 } exim_gnutls_state_st;
137
138 static const exim_gnutls_state_st exim_gnutls_state_init = {
139   NULL, NULL, NULL, VERIFY_NONE, -1, -1, FALSE, FALSE, FALSE,
140   NULL, NULL, NULL, NULL,
141   NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
142   NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
143   NULL,
144 #ifndef DISABLE_EVENT
145                                             NULL,
146 #endif
147   NULL,
148   NULL, 0, 0, 0, 0,
149 };
150
151 /* Not only do we have our own APIs which don't pass around state, assuming
152 it's held in globals, GnuTLS doesn't appear to let us register callback data
153 for callbacks, or as part of the session, so we have to keep a "this is the
154 context we're currently dealing with" pointer and rely upon being
155 single-threaded to keep from processing data on an inbound TLS connection while
156 talking to another TLS connection for an outbound check.  This does mean that
157 there's no way for heart-beats to be responded to, for the duration of the
158 second connection.
159 XXX But see gnutls_session_get_ptr()
160 */
161
162 static exim_gnutls_state_st state_server, state_client;
163
164 /* dh_params are initialised once within the lifetime of a process using TLS;
165 if we used TLS in a long-lived daemon, we'd have to reconsider this.  But we
166 don't want to repeat this. */
167
168 static gnutls_dh_params_t dh_server_params = NULL;
169
170 /* No idea how this value was chosen; preserving it.  Default is 3600. */
171
172 static const int ssl_session_timeout = 200;
173
174 static const char * const exim_default_gnutls_priority = "NORMAL";
175
176 /* Guard library core initialisation */
177
178 static BOOL exim_gnutls_base_init_done = FALSE;
179
180 #ifndef DISABLE_OCSP
181 static BOOL gnutls_buggy_ocsp = FALSE;
182 #endif
183
184
185 /* ------------------------------------------------------------------------ */
186 /* macros */
187
188 #define MAX_HOST_LEN 255
189
190 /* Set this to control gnutls_global_set_log_level(); values 0 to 9 will setup
191 the library logging; a value less than 0 disables the calls to set up logging
192 callbacks. */
193 #ifndef EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL
194 # define EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL -1
195 #endif
196
197 #ifndef EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS
198 # define EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS 1024
199 #endif
200
201 /* With GnuTLS 2.12.x+ we have gnutls_sec_param_to_pk_bits() with which we
202 can ask for a bit-strength.  Without that, we stick to the constant we had
203 before, for now. */
204 #ifndef EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12
205 # define EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12 1024
206 #endif
207
208 #define exim_gnutls_err_check(Label) do { \
209   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) { return tls_error((Label), gnutls_strerror(rc), host); } } while (0)
210
211 #define expand_check_tlsvar(Varname) expand_check(state->Varname, US #Varname, &state->exp_##Varname)
212
213 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x020c00
214 # define HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
215 # define HAVE_GNUTLS_SEC_PARAM_CONSTANTS
216 # define HAVE_GNUTLS_RND
217 /* The security fix we provide with the gnutls_allow_auto_pkcs11 option
218  * (4.82 PP/09) introduces a compatibility regression. The symbol simply
219  * isn't available sometimes, so this needs to become a conditional
220  * compilation; the sanest way to deal with this being a problem on
221  * older OSes is to block it in the Local/Makefile with this compiler
222  * definition  */
223 # ifndef AVOID_GNUTLS_PKCS11
224 #  define HAVE_GNUTLS_PKCS11
225 # endif /* AVOID_GNUTLS_PKCS11 */
226 #endif
227
228
229
230
231 /* ------------------------------------------------------------------------ */
232 /* Callback declarations */
233
234 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
235 static void exim_gnutls_logger_cb(int level, const char *message);
236 #endif
237
238 static int exim_sni_handling_cb(gnutls_session_t session);
239
240 #ifndef DISABLE_OCSP
241 static int server_ocsp_stapling_cb(gnutls_session_t session, void * ptr,
242   gnutls_datum_t * ocsp_response);
243 #endif
244
245
246
247 /* ------------------------------------------------------------------------ */
248 /* Static functions */
249
250 /*************************************************
251 *               Handle TLS error                 *
252 *************************************************/
253
254 /* Called from lots of places when errors occur before actually starting to do
255 the TLS handshake, that is, while the session is still in clear. Always returns
256 DEFER for a server and FAIL for a client so that most calls can use "return
257 tls_error(...)" to do this processing and then give an appropriate return. A
258 single function is used for both server and client, because it is called from
259 some shared functions.
260
261 Argument:
262   prefix    text to include in the logged error
263   msg       additional error string (may be NULL)
264             usually obtained from gnutls_strerror()
265   host      NULL if setting up a server;
266             the connected host if setting up a client
267
268 Returns:    OK/DEFER/FAIL
269 */
270
271 static int
272 tls_error(const uschar *prefix, const char *msg, const host_item *host)
273 {
274 if (host)
275   {
276   log_write(0, LOG_MAIN, "H=%s [%s] TLS error on connection (%s)%s%s",
277       host->name, host->address, prefix, msg ? ": " : "", msg ? msg : "");
278   return FAIL;
279   }
280 else
281   {
282   uschar *conn_info = smtp_get_connection_info();
283   if (Ustrncmp(conn_info, US"SMTP ", 5) == 0)
284     conn_info += 5;
285   /* I'd like to get separated H= here, but too hard for now */
286   log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error on %s (%s)%s%s",
287       conn_info, prefix, msg ? ": " : "", msg ? msg : "");
288   return DEFER;
289   }
290 }
291
292
293
294
295 /*************************************************
296 *    Deal with logging errors during I/O         *
297 *************************************************/
298
299 /* We have to get the identity of the peer from saved data.
300
301 Argument:
302   state    the current GnuTLS exim state container
303   rc       the GnuTLS error code, or 0 if it's a local error
304   when     text identifying read or write
305   text     local error text when ec is 0
306
307 Returns:   nothing
308 */
309
310 static void
311 record_io_error(exim_gnutls_state_st *state, int rc, uschar *when, uschar *text)
312 {
313 const char *msg;
314
315 if (rc == GNUTLS_E_FATAL_ALERT_RECEIVED)
316   msg = CS string_sprintf("%s: %s", US gnutls_strerror(rc),
317     US gnutls_alert_get_name(gnutls_alert_get(state->session)));
318 else
319   msg = gnutls_strerror(rc);
320
321 tls_error(when, msg, state->host);
322 }
323
324
325
326
327 /*************************************************
328 *        Set various Exim expansion vars         *
329 *************************************************/
330
331 #define exim_gnutls_cert_err(Label) \
332   do \
333     { \
334     if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) \
335       { \
336       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: cert problem: %s: %s\n", \
337         (Label), gnutls_strerror(rc)); \
338       return rc; \
339       } \
340     } while (0)
341
342 static int
343 import_cert(const gnutls_datum_t * cert, gnutls_x509_crt_t * crtp)
344 {
345 int rc;
346
347 rc = gnutls_x509_crt_init(crtp);
348 exim_gnutls_cert_err(US"gnutls_x509_crt_init (crt)");
349
350 rc = gnutls_x509_crt_import(*crtp, cert, GNUTLS_X509_FMT_DER);
351 exim_gnutls_cert_err(US"failed to import certificate [gnutls_x509_crt_import(cert)]");
352
353 return rc;
354 }
355
356 #undef exim_gnutls_cert_err
357
358
359 /* We set various Exim global variables from the state, once a session has
360 been established.  With TLS callouts, may need to change this to stack
361 variables, or just re-call it with the server state after client callout
362 has finished.
363
364 Make sure anything set here is unset in tls_getc().
365
366 Sets:
367   tls_active                fd
368   tls_bits                  strength indicator
369   tls_certificate_verified  bool indicator
370   tls_channelbinding_b64    for some SASL mechanisms
371   tls_cipher                a string
372   tls_peercert              pointer to library internal
373   tls_peerdn                a string
374   tls_sni                   a (UTF-8) string
375   tls_ourcert               pointer to library internal
376
377 Argument:
378   state      the relevant exim_gnutls_state_st *
379 */
380
381 static void
382 extract_exim_vars_from_tls_state(exim_gnutls_state_st * state)
383 {
384 gnutls_cipher_algorithm_t cipher;
385 #ifdef HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
386 int old_pool;
387 int rc;
388 gnutls_datum_t channel;
389 #endif
390 tls_support * tlsp = state->tlsp;
391
392 tlsp->active = state->fd_out;
393
394 cipher = gnutls_cipher_get(state->session);
395 /* returns size in "bytes" */
396 tlsp->bits = gnutls_cipher_get_key_size(cipher) * 8;
397
398 tlsp->cipher = state->ciphersuite;
399
400 DEBUG(D_tls) debug_printf("cipher: %s\n", state->ciphersuite);
401
402 tlsp->certificate_verified = state->peer_cert_verified;
403
404 /* note that tls_channelbinding_b64 is not saved to the spool file, since it's
405 only available for use for authenticators while this TLS session is running. */
406
407 tls_channelbinding_b64 = NULL;
408 #ifdef HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
409 channel.data = NULL;
410 channel.size = 0;
411 rc = gnutls_session_channel_binding(state->session, GNUTLS_CB_TLS_UNIQUE, &channel);
412 if (rc) {
413   DEBUG(D_tls) debug_printf("Channel binding error: %s\n", gnutls_strerror(rc));
414 } else {
415   old_pool = store_pool;
416   store_pool = POOL_PERM;
417   tls_channelbinding_b64 = b64encode(channel.data, (int)channel.size);
418   store_pool = old_pool;
419   DEBUG(D_tls) debug_printf("Have channel bindings cached for possible auth usage.\n");
420 }
421 #endif
422
423 /* peercert is set in peer_status() */
424 tlsp->peerdn = state->peerdn;
425 tlsp->sni =    state->received_sni;
426
427 /* record our certificate */
428   {
429   const gnutls_datum_t * cert = gnutls_certificate_get_ours(state->session);
430   gnutls_x509_crt_t crt;
431
432   tlsp->ourcert = cert && import_cert(cert, &crt)==0 ? crt : NULL;
433   }
434 }
435
436
437
438
439 /*************************************************
440 *            Setup up DH parameters              *
441 *************************************************/
442
443 /* Generating the D-H parameters may take a long time. They only need to
444 be re-generated every so often, depending on security policy. What we do is to
445 keep these parameters in a file in the spool directory. If the file does not
446 exist, we generate them. This means that it is easy to cause a regeneration.
447
448 The new file is written as a temporary file and renamed, so that an incomplete
449 file is never present. If two processes both compute some new parameters, you
450 waste a bit of effort, but it doesn't seem worth messing around with locking to
451 prevent this.
452
453 Returns:     OK/DEFER/FAIL
454 */
455
456 static int
457 init_server_dh(void)
458 {
459 int fd, rc;
460 unsigned int dh_bits;
461 gnutls_datum_t m;
462 uschar filename_buf[PATH_MAX];
463 uschar *filename = NULL;
464 size_t sz;
465 uschar *exp_tls_dhparam;
466 BOOL use_file_in_spool = FALSE;
467 BOOL use_fixed_file = FALSE;
468 host_item *host = NULL; /* dummy for macros */
469
470 DEBUG(D_tls) debug_printf("Initialising GnuTLS server params.\n");
471
472 rc = gnutls_dh_params_init(&dh_server_params);
473 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_init");
474
475 m.data = NULL;
476 m.size = 0;
477
478 if (!expand_check(tls_dhparam, US"tls_dhparam", &exp_tls_dhparam))
479   return DEFER;
480
481 if (!exp_tls_dhparam)
482   {
483   DEBUG(D_tls) debug_printf("Loading default hard-coded DH params\n");
484   m.data = US std_dh_prime_default();
485   m.size = Ustrlen(m.data);
486   }
487 else if (Ustrcmp(exp_tls_dhparam, "historic") == 0)
488   use_file_in_spool = TRUE;
489 else if (Ustrcmp(exp_tls_dhparam, "none") == 0)
490   {
491   DEBUG(D_tls) debug_printf("Requested no DH parameters.\n");
492   return OK;
493   }
494 else if (exp_tls_dhparam[0] != '/')
495   {
496   m.data = US std_dh_prime_named(exp_tls_dhparam);
497   if (m.data == NULL)
498     return tls_error(US"No standard prime named", CS exp_tls_dhparam, NULL);
499   m.size = Ustrlen(m.data);
500   }
501 else
502   {
503   use_fixed_file = TRUE;
504   filename = exp_tls_dhparam;
505   }
506
507 if (m.data)
508   {
509   rc = gnutls_dh_params_import_pkcs3(dh_server_params, &m, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
510   exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_import_pkcs3");
511   DEBUG(D_tls) debug_printf("Loaded fixed standard D-H parameters\n");
512   return OK;
513   }
514
515 #ifdef HAVE_GNUTLS_SEC_PARAM_CONSTANTS
516 /* If you change this constant, also change dh_param_fn_ext so that we can use a
517 different filename and ensure we have sufficient bits. */
518 dh_bits = gnutls_sec_param_to_pk_bits(GNUTLS_PK_DH, GNUTLS_SEC_PARAM_NORMAL);
519 if (!dh_bits)
520   return tls_error(US"gnutls_sec_param_to_pk_bits() failed", NULL, NULL);
521 DEBUG(D_tls)
522   debug_printf("GnuTLS tells us that for D-H PK, NORMAL is %d bits.\n",
523       dh_bits);
524 #else
525 dh_bits = EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12;
526 DEBUG(D_tls)
527   debug_printf("GnuTLS lacks gnutls_sec_param_to_pk_bits(), using %d bits.\n",
528       dh_bits);
529 #endif
530
531 /* Some clients have hard-coded limits. */
532 if (dh_bits > tls_dh_max_bits)
533   {
534   DEBUG(D_tls)
535     debug_printf("tls_dh_max_bits clamping override, using %d bits instead.\n",
536         tls_dh_max_bits);
537   dh_bits = tls_dh_max_bits;
538   }
539
540 if (use_file_in_spool)
541   {
542   if (!string_format(filename_buf, sizeof(filename_buf),
543         "%s/gnutls-params-%d", spool_directory, dh_bits))
544     return tls_error(US"overlong filename", NULL, NULL);
545   filename = filename_buf;
546   }
547
548 /* Open the cache file for reading and if successful, read it and set up the
549 parameters. */
550
551 fd = Uopen(filename, O_RDONLY, 0);
552 if (fd >= 0)
553   {
554   struct stat statbuf;
555   FILE *fp;
556   int saved_errno;
557
558   if (fstat(fd, &statbuf) < 0)  /* EIO */
559     {
560     saved_errno = errno;
561     (void)close(fd);
562     return tls_error(US"TLS cache stat failed", strerror(saved_errno), NULL);
563     }
564   if (!S_ISREG(statbuf.st_mode))
565     {
566     (void)close(fd);
567     return tls_error(US"TLS cache not a file", NULL, NULL);
568     }
569   if (!(fp = fdopen(fd, "rb")))
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   if (!(m.data = malloc(m.size)))
579     {
580     fclose(fp);
581     return tls_error(US"malloc failed", strerror(errno), NULL);
582     }
583   if (!(sz = fread(m.data, m.size, 1, fp)))
584     {
585     saved_errno = errno;
586     fclose(fp);
587     free(m.data);
588     return tls_error(US"fread failed", strerror(saved_errno), NULL);
589     }
590   fclose(fp);
591
592   rc = gnutls_dh_params_import_pkcs3(dh_server_params, &m, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
593   free(m.data);
594   exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_import_pkcs3");
595   DEBUG(D_tls) debug_printf("read D-H parameters from file \"%s\"\n", filename);
596   }
597
598 /* If the file does not exist, fall through to compute new data and cache it.
599 If there was any other opening error, it is serious. */
600
601 else if (errno == ENOENT)
602   {
603   rc = -1;
604   DEBUG(D_tls)
605     debug_printf("D-H parameter cache file \"%s\" does not exist\n", filename);
606   }
607 else
608   return tls_error(string_open_failed(errno, "\"%s\" for reading", filename),
609       NULL, NULL);
610
611 /* If ret < 0, either the cache file does not exist, or the data it contains
612 is not useful. One particular case of this is when upgrading from an older
613 release of Exim in which the data was stored in a different format. We don't
614 try to be clever and support both formats; we just regenerate new data in this
615 case. */
616
617 if (rc < 0)
618   {
619   uschar *temp_fn;
620   unsigned int dh_bits_gen = dh_bits;
621
622   if ((PATH_MAX - Ustrlen(filename)) < 10)
623     return tls_error(US"Filename too long to generate replacement",
624         CS filename, NULL);
625
626   temp_fn = string_copy(US "%s.XXXXXXX");
627   fd = mkstemp(CS temp_fn); /* modifies temp_fn */
628   if (fd < 0)
629     return tls_error(US"Unable to open temp file", strerror(errno), NULL);
630   (void)fchown(fd, exim_uid, exim_gid);   /* Probably not necessary */
631
632   /* GnuTLS overshoots!
633    * If we ask for 2236, we might get 2237 or more.
634    * But there's no way to ask GnuTLS how many bits there really are.
635    * We can ask how many bits were used in a TLS session, but that's it!
636    * The prime itself is hidden behind too much abstraction.
637    * So we ask for less, and proceed on a wing and a prayer.
638    * First attempt, subtracted 3 for 2233 and got 2240.
639    */
640   if (dh_bits >= EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS + 10)
641     {
642     dh_bits_gen = dh_bits - 10;
643     DEBUG(D_tls)
644       debug_printf("being paranoid about DH generation, make it '%d' bits'\n",
645           dh_bits_gen);
646     }
647
648   DEBUG(D_tls)
649     debug_printf("requesting generation of %d bit Diffie-Hellman prime ...\n",
650         dh_bits_gen);
651   rc = gnutls_dh_params_generate2(dh_server_params, dh_bits_gen);
652   exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_generate2");
653
654   /* gnutls_dh_params_export_pkcs3() will tell us the exact size, every time,
655   and I confirmed that a NULL call to get the size first is how the GnuTLS
656   sample apps handle this. */
657
658   sz = 0;
659   m.data = NULL;
660   rc = gnutls_dh_params_export_pkcs3(dh_server_params, GNUTLS_X509_FMT_PEM,
661       m.data, &sz);
662   if (rc != GNUTLS_E_SHORT_MEMORY_BUFFER)
663     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_export_pkcs3(NULL) sizing");
664   m.size = sz;
665   if (!(m.data = malloc(m.size)))
666     return tls_error(US"memory allocation failed", strerror(errno), NULL);
667
668   /* this will return a size 1 less than the allocation size above */
669   rc = gnutls_dh_params_export_pkcs3(dh_server_params, GNUTLS_X509_FMT_PEM,
670       m.data, &sz);
671   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
672     {
673     free(m.data);
674     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_export_pkcs3() real");
675     }
676   m.size = sz; /* shrink by 1, probably */
677
678   sz = write_to_fd_buf(fd, m.data, (size_t) m.size);
679   if (sz != m.size)
680     {
681     free(m.data);
682     return tls_error(US"TLS cache write D-H params failed",
683         strerror(errno), NULL);
684     }
685   free(m.data);
686   sz = write_to_fd_buf(fd, US"\n", 1);
687   if (sz != 1)
688     return tls_error(US"TLS cache write D-H params final newline failed",
689         strerror(errno), NULL);
690
691   rc = close(fd);
692   if (rc)
693     return tls_error(US"TLS cache write close() failed",
694         strerror(errno), NULL);
695
696   if (Urename(temp_fn, filename) < 0)
697     return tls_error(string_sprintf("failed to rename \"%s\" as \"%s\"",
698           temp_fn, filename), strerror(errno), NULL);
699
700   DEBUG(D_tls) debug_printf("wrote D-H parameters to file \"%s\"\n", filename);
701   }
702
703 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialized server D-H parameters\n");
704 return OK;
705 }
706
707
708
709
710 /* Create and install a selfsigned certificate, for use in server mode */
711
712 static int
713 tls_install_selfsign(exim_gnutls_state_st * state)
714 {
715 gnutls_x509_crt_t cert = NULL;
716 time_t now;
717 gnutls_x509_privkey_t pkey = NULL;
718 const uschar * where;
719 int rc;
720
721 where = US"initialising pkey";
722 if ((rc = gnutls_x509_privkey_init(&pkey))) goto err;
723
724 where = US"initialising cert";
725 if ((rc = gnutls_x509_crt_init(&cert))) goto err;
726
727 where = US"generating pkey";
728 if ((rc = gnutls_x509_privkey_generate(pkey, GNUTLS_PK_RSA,
729 #ifdef SUPPORT_PARAM_TO_PK_BITS
730             gnutls_sec_param_to_pk_bits(GNUTLS_PK_RSA, GNUTLS_SEC_PARAM_LOW),
731 #else
732             1024,
733 #endif
734             0)))
735   goto err;
736
737 where = US"configuring cert";
738 now = 0;
739 if (  (rc = gnutls_x509_crt_set_version(cert, 3))
740    || (rc = gnutls_x509_crt_set_serial(cert, &now, sizeof(now)))
741    || (rc = gnutls_x509_crt_set_activation_time(cert, now = time(NULL)))
742    || (rc = gnutls_x509_crt_set_expiration_time(cert, now + 60 * 60)) /* 1 hr */
743    || (rc = gnutls_x509_crt_set_key(cert, pkey))
744
745    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
746               GNUTLS_OID_X520_COUNTRY_NAME, 0, "UK", 2))
747    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
748               GNUTLS_OID_X520_ORGANIZATION_NAME, 0, "Exim Developers", 15))
749    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
750               GNUTLS_OID_X520_COMMON_NAME, 0,
751               smtp_active_hostname, Ustrlen(smtp_active_hostname)))
752    )
753   goto err;
754
755 where = US"signing cert";
756 if ((rc = gnutls_x509_crt_sign(cert, cert, pkey))) goto err;
757
758 where = US"installing selfsign cert";
759                                         /* Since: 2.4.0 */
760 if ((rc = gnutls_certificate_set_x509_key(state->x509_cred, &cert, 1, pkey)))
761   goto err;
762
763 rc = OK;
764
765 out:
766   if (cert) gnutls_x509_crt_deinit(cert);
767   if (pkey) gnutls_x509_privkey_deinit(pkey);
768   return rc;
769
770 err:
771   rc = tls_error(where, gnutls_strerror(rc), NULL);
772   goto out;
773 }
774
775
776
777
778 /*************************************************
779 *       Variables re-expanded post-SNI           *
780 *************************************************/
781
782 /* Called from both server and client code, via tls_init(), and also from
783 the SNI callback after receiving an SNI, if tls_certificate includes "tls_sni".
784
785 We can tell the two apart by state->received_sni being non-NULL in callback.
786
787 The callback should not call us unless state->trigger_sni_changes is true,
788 which we are responsible for setting on the first pass through.
789
790 Arguments:
791   state           exim_gnutls_state_st *
792
793 Returns:          OK/DEFER/FAIL
794 */
795
796 static int
797 tls_expand_session_files(exim_gnutls_state_st *state)
798 {
799 struct stat statbuf;
800 int rc;
801 const host_item *host = state->host;  /* macro should be reconsidered? */
802 uschar *saved_tls_certificate = NULL;
803 uschar *saved_tls_privatekey = NULL;
804 uschar *saved_tls_verify_certificates = NULL;
805 uschar *saved_tls_crl = NULL;
806 int cert_count;
807
808 /* We check for tls_sni *before* expansion. */
809 if (!host)      /* server */
810   if (!state->received_sni)
811     {
812     if (state->tls_certificate &&
813         (Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_sni") ||
814          Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_in_sni") ||
815          Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_out_sni")
816        ))
817       {
818       DEBUG(D_tls) debug_printf("We will re-expand TLS session files if we receive SNI.\n");
819       state->trigger_sni_changes = TRUE;
820       }
821     }
822   else
823     {
824     /* useful for debugging */
825     saved_tls_certificate = state->exp_tls_certificate;
826     saved_tls_privatekey = state->exp_tls_privatekey;
827     saved_tls_verify_certificates = state->exp_tls_verify_certificates;
828     saved_tls_crl = state->exp_tls_crl;
829     }
830
831 rc = gnutls_certificate_allocate_credentials(&state->x509_cred);
832 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_certificate_allocate_credentials");
833
834 /* remember: expand_check_tlsvar() is expand_check() but fiddling with
835 state members, assuming consistent naming; and expand_check() returns
836 false if expansion failed, unless expansion was forced to fail. */
837
838 /* check if we at least have a certificate, before doing expensive
839 D-H generation. */
840
841 if (!expand_check_tlsvar(tls_certificate))
842   return DEFER;
843
844 /* certificate is mandatory in server, optional in client */
845
846 if (  !state->exp_tls_certificate
847    || !*state->exp_tls_certificate
848    )
849   if (!host)
850     return tls_install_selfsign(state);
851   else
852     DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: no client certificate specified; okay\n");
853
854 if (state->tls_privatekey && !expand_check_tlsvar(tls_privatekey))
855   return DEFER;
856
857 /* tls_privatekey is optional, defaulting to same file as certificate */
858
859 if (state->tls_privatekey == NULL || *state->tls_privatekey == '\0')
860   {
861   state->tls_privatekey = state->tls_certificate;
862   state->exp_tls_privatekey = state->exp_tls_certificate;
863   }
864
865
866 if (state->exp_tls_certificate && *state->exp_tls_certificate)
867   {
868   DEBUG(D_tls) debug_printf("certificate file = %s\nkey file = %s\n",
869       state->exp_tls_certificate, state->exp_tls_privatekey);
870
871   if (state->received_sni)
872     if (  Ustrcmp(state->exp_tls_certificate, saved_tls_certificate) == 0
873        && Ustrcmp(state->exp_tls_privatekey,  saved_tls_privatekey)  == 0
874        )
875       {
876       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS SNI: cert and key unchanged\n");
877       }
878     else
879       {
880       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS SNI: have a changed cert/key pair.\n");
881       }
882
883   rc = gnutls_certificate_set_x509_key_file(state->x509_cred,
884       CS state->exp_tls_certificate, CS state->exp_tls_privatekey,
885       GNUTLS_X509_FMT_PEM);
886   exim_gnutls_err_check(
887       string_sprintf("cert/key setup: cert=%s key=%s",
888         state->exp_tls_certificate, state->exp_tls_privatekey));
889   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: cert/key registered\n");
890   } /* tls_certificate */
891
892
893 /* Set the OCSP stapling server info */
894
895 #ifndef DISABLE_OCSP
896 if (  !host     /* server */
897    && tls_ocsp_file
898    )
899   {
900   if (gnutls_buggy_ocsp)
901     {
902     DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS library is buggy for OCSP; avoiding\n");
903     }
904   else
905     {
906     if (!expand_check(tls_ocsp_file, US"tls_ocsp_file",
907           &state->exp_tls_ocsp_file))
908       return DEFER;
909
910     /* Use the full callback method for stapling just to get observability.
911     More efficient would be to read the file once only, if it never changed
912     (due to SNI). Would need restart on file update, or watch datestamp.  */
913
914     gnutls_certificate_set_ocsp_status_request_function(state->x509_cred,
915       server_ocsp_stapling_cb, state->exp_tls_ocsp_file);
916
917     DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP response file = %s\n", state->exp_tls_ocsp_file);
918     }
919   }
920 #endif
921
922
923 /* Set the trusted CAs file if one is provided, and then add the CRL if one is
924 provided. Experiment shows that, if the certificate file is empty, an unhelpful
925 error message is provided. However, if we just refrain from setting anything up
926 in that case, certificate verification fails, which seems to be the correct
927 behaviour. */
928
929 if (state->tls_verify_certificates && *state->tls_verify_certificates)
930   {
931   if (!expand_check_tlsvar(tls_verify_certificates))
932     return DEFER;
933 #ifndef SUPPORT_SYSDEFAULT_CABUNDLE
934   if (Ustrcmp(state->exp_tls_verify_certificates, "system") == 0)
935     state->exp_tls_verify_certificates = NULL;
936 #endif
937   if (state->tls_crl && *state->tls_crl)
938     if (!expand_check_tlsvar(tls_crl))
939       return DEFER;
940
941   if (!(state->exp_tls_verify_certificates &&
942         *state->exp_tls_verify_certificates))
943     {
944     DEBUG(D_tls)
945       debug_printf("TLS: tls_verify_certificates expanded empty, ignoring\n");
946     /* With no tls_verify_certificates, we ignore tls_crl too */
947     return OK;
948     }
949   }
950 else
951   {
952   DEBUG(D_tls)
953     debug_printf("TLS: tls_verify_certificates not set or empty, ignoring\n");
954   return OK;
955   }
956
957 #ifdef SUPPORT_SYSDEFAULT_CABUNDLE
958 if (Ustrcmp(state->exp_tls_verify_certificates, "system") == 0)
959   cert_count = gnutls_certificate_set_x509_system_trust(state->x509_cred);
960 else
961 #endif
962   {
963   if (Ustat(state->exp_tls_verify_certificates, &statbuf) < 0)
964     {
965     log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC, "could not stat %s "
966         "(tls_verify_certificates): %s", state->exp_tls_verify_certificates,
967         strerror(errno));
968     return DEFER;
969     }
970
971 #ifndef SUPPORT_CA_DIR
972   /* The test suite passes in /dev/null; we could check for that path explicitly,
973   but who knows if someone has some weird FIFO which always dumps some certs, or
974   other weirdness.  The thing we really want to check is that it's not a
975   directory, since while OpenSSL supports that, GnuTLS does not.
976   So s/!S_ISREG/S_ISDIR/ and change some messaging ... */
977   if (S_ISDIR(statbuf.st_mode))
978     {
979     DEBUG(D_tls)
980       debug_printf("verify certificates path is a dir: \"%s\"\n",
981           state->exp_tls_verify_certificates);
982     log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
983         "tls_verify_certificates \"%s\" is a directory",
984         state->exp_tls_verify_certificates);
985     return DEFER;
986     }
987 #endif
988
989   DEBUG(D_tls) debug_printf("verify certificates = %s size=" OFF_T_FMT "\n",
990           state->exp_tls_verify_certificates, statbuf.st_size);
991
992   if (statbuf.st_size == 0)
993     {
994     DEBUG(D_tls)
995       debug_printf("cert file empty, no certs, no verification, ignoring any CRL\n");
996     return OK;
997     }
998
999   cert_count =
1000
1001 #ifdef SUPPORT_CA_DIR
1002     (statbuf.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR
1003     ?
1004     gnutls_certificate_set_x509_trust_dir(state->x509_cred,
1005       CS state->exp_tls_verify_certificates, GNUTLS_X509_FMT_PEM)
1006     :
1007 #endif
1008     gnutls_certificate_set_x509_trust_file(state->x509_cred,
1009       CS state->exp_tls_verify_certificates, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
1010   }
1011
1012 if (cert_count < 0)
1013   {
1014   rc = cert_count;
1015   exim_gnutls_err_check(US"setting certificate trust");
1016   }
1017 DEBUG(D_tls) debug_printf("Added %d certificate authorities.\n", cert_count);
1018
1019 if (state->tls_crl && *state->tls_crl &&
1020     state->exp_tls_crl && *state->exp_tls_crl)
1021   {
1022   DEBUG(D_tls) debug_printf("loading CRL file = %s\n", state->exp_tls_crl);
1023   cert_count = gnutls_certificate_set_x509_crl_file(state->x509_cred,
1024       CS state->exp_tls_crl, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
1025   if (cert_count < 0)
1026     {
1027     rc = cert_count;
1028     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_certificate_set_x509_crl_file");
1029     }
1030   DEBUG(D_tls) debug_printf("Processed %d CRLs.\n", cert_count);
1031   }
1032
1033 return OK;
1034 }
1035
1036
1037
1038
1039 /*************************************************
1040 *          Set X.509 state variables             *
1041 *************************************************/
1042
1043 /* In GnuTLS, the registered cert/key are not replaced by a later
1044 set of a cert/key, so for SNI support we need a whole new x509_cred
1045 structure.  Which means various other non-re-expanded pieces of state
1046 need to be re-set in the new struct, so the setting logic is pulled
1047 out to this.
1048
1049 Arguments:
1050   state           exim_gnutls_state_st *
1051
1052 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1053 */
1054
1055 static int
1056 tls_set_remaining_x509(exim_gnutls_state_st *state)
1057 {
1058 int rc;
1059 const host_item *host = state->host;  /* macro should be reconsidered? */
1060
1061 /* Create D-H parameters, or read them from the cache file. This function does
1062 its own SMTP error messaging. This only happens for the server, TLS D-H ignores
1063 client-side params. */
1064
1065 if (!state->host)
1066   {
1067   if (!dh_server_params)
1068     {
1069     rc = init_server_dh();
1070     if (rc != OK) return rc;
1071     }
1072   gnutls_certificate_set_dh_params(state->x509_cred, dh_server_params);
1073   }
1074
1075 /* Link the credentials to the session. */
1076
1077 rc = gnutls_credentials_set(state->session, GNUTLS_CRD_CERTIFICATE, state->x509_cred);
1078 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_credentials_set");
1079
1080 return OK;
1081 }
1082
1083 /*************************************************
1084 *            Initialize for GnuTLS               *
1085 *************************************************/
1086
1087
1088 #ifndef DISABLE_OCSP
1089
1090 static BOOL
1091 tls_is_buggy_ocsp(void)
1092 {
1093 const uschar * s;
1094 uschar maj, mid, mic;
1095
1096 s = CUS gnutls_check_version(NULL);
1097 maj = atoi(CCS s);
1098 if (maj == 3)
1099   {
1100   while (*s && *s != '.') s++;
1101   mid = atoi(CCS ++s);
1102   if (mid <= 2)
1103     return TRUE;
1104   else if (mid >= 5)
1105     return FALSE;
1106   else
1107     {
1108     while (*s && *s != '.') s++;
1109     mic = atoi(CCS ++s);
1110     return mic <= (mid == 3 ? 16 : 3);
1111     }
1112   }
1113 return FALSE;
1114 }
1115
1116 #endif
1117
1118
1119 /* Called from both server and client code. In the case of a server, errors
1120 before actual TLS negotiation return DEFER.
1121
1122 Arguments:
1123   host            connected host, if client; NULL if server
1124   certificate     certificate file
1125   privatekey      private key file
1126   sni             TLS SNI to send, sometimes when client; else NULL
1127   cas             CA certs file
1128   crl             CRL file
1129   require_ciphers tls_require_ciphers setting
1130   caller_state    returned state-info structure
1131
1132 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1133 */
1134
1135 static int
1136 tls_init(
1137     const host_item *host,
1138     const uschar *certificate,
1139     const uschar *privatekey,
1140     const uschar *sni,
1141     const uschar *cas,
1142     const uschar *crl,
1143     const uschar *require_ciphers,
1144     exim_gnutls_state_st **caller_state)
1145 {
1146 exim_gnutls_state_st *state;
1147 int rc;
1148 size_t sz;
1149 const char *errpos;
1150 uschar *p;
1151 BOOL want_default_priorities;
1152
1153 if (!exim_gnutls_base_init_done)
1154   {
1155   DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS global init required.\n");
1156
1157 #ifdef HAVE_GNUTLS_PKCS11
1158   /* By default, gnutls_global_init will init PKCS11 support in auto mode,
1159   which loads modules from a config file, which sounds good and may be wanted
1160   by some sysadmin, but also means in common configurations that GNOME keyring
1161   environment variables are used and so breaks for users calling mailq.
1162   To prevent this, we init PKCS11 first, which is the documented approach. */
1163   if (!gnutls_allow_auto_pkcs11)
1164     {
1165     rc = gnutls_pkcs11_init(GNUTLS_PKCS11_FLAG_MANUAL, NULL);
1166     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_pkcs11_init");
1167     }
1168 #endif
1169
1170   rc = gnutls_global_init();
1171   exim_gnutls_err_check(US"gnutls_global_init");
1172
1173 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
1174   DEBUG(D_tls)
1175     {
1176     gnutls_global_set_log_function(exim_gnutls_logger_cb);
1177     /* arbitrarily chosen level; bump upto 9 for more */
1178     gnutls_global_set_log_level(EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL);
1179     }
1180 #endif
1181
1182 #ifndef DISABLE_OCSP
1183   if (tls_ocsp_file && (gnutls_buggy_ocsp = tls_is_buggy_ocsp()))
1184     log_write(0, LOG_MAIN, "OCSP unusable with this GnuTLS library version");
1185 #endif
1186
1187   exim_gnutls_base_init_done = TRUE;
1188   }
1189
1190 if (host)
1191   {
1192   state = &state_client;
1193   memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
1194   state->tlsp = &tls_out;
1195   DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS client session\n");
1196   rc = gnutls_init(&state->session, GNUTLS_CLIENT);
1197   }
1198 else
1199   {
1200   state = &state_server;
1201   memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
1202   state->tlsp = &tls_in;
1203   DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS server session\n");
1204   rc = gnutls_init(&state->session, GNUTLS_SERVER);
1205   }
1206 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_init");
1207
1208 state->host = host;
1209
1210 state->tls_certificate = certificate;
1211 state->tls_privatekey = privatekey;
1212 state->tls_require_ciphers = require_ciphers;
1213 state->tls_sni = sni;
1214 state->tls_verify_certificates = cas;
1215 state->tls_crl = crl;
1216
1217 /* This handles the variables that might get re-expanded after TLS SNI;
1218 that's tls_certificate, tls_privatekey, tls_verify_certificates, tls_crl */
1219
1220 DEBUG(D_tls)
1221   debug_printf("Expanding various TLS configuration options for session credentials.\n");
1222 rc = tls_expand_session_files(state);
1223 if (rc != OK) return rc;
1224
1225 /* These are all other parts of the x509_cred handling, since SNI in GnuTLS
1226 requires a new structure afterwards. */
1227
1228 rc = tls_set_remaining_x509(state);
1229 if (rc != OK) return rc;
1230
1231 /* set SNI in client, only */
1232 if (host)
1233   {
1234   if (!expand_check(sni, US"tls_out_sni", &state->tlsp->sni))
1235     return DEFER;
1236   if (state->tlsp->sni && *state->tlsp->sni)
1237     {
1238     DEBUG(D_tls)
1239       debug_printf("Setting TLS client SNI to \"%s\"\n", state->tlsp->sni);
1240     sz = Ustrlen(state->tlsp->sni);
1241     rc = gnutls_server_name_set(state->session,
1242         GNUTLS_NAME_DNS, state->tlsp->sni, sz);
1243     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_server_name_set");
1244     }
1245   }
1246 else if (state->tls_sni)
1247   DEBUG(D_tls) debug_printf("*** PROBABLY A BUG *** " \
1248       "have an SNI set for a client [%s]\n", state->tls_sni);
1249
1250 /* This is the priority string support,
1251 http://www.gnutls.org/manual/html_node/Priority-Strings.html
1252 and replaces gnutls_require_kx, gnutls_require_mac & gnutls_require_protocols.
1253 This was backwards incompatible, but means Exim no longer needs to track
1254 all algorithms and provide string forms for them. */
1255
1256 want_default_priorities = TRUE;
1257
1258 if (state->tls_require_ciphers && *state->tls_require_ciphers)
1259   {
1260   if (!expand_check_tlsvar(tls_require_ciphers))
1261     return DEFER;
1262   if (state->exp_tls_require_ciphers && *state->exp_tls_require_ciphers)
1263     {
1264     DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS session cipher/priority \"%s\"\n",
1265         state->exp_tls_require_ciphers);
1266
1267     rc = gnutls_priority_init(&state->priority_cache,
1268         CS state->exp_tls_require_ciphers, &errpos);
1269     want_default_priorities = FALSE;
1270     p = state->exp_tls_require_ciphers;
1271     }
1272   }
1273 if (want_default_priorities)
1274   {
1275   DEBUG(D_tls)
1276     debug_printf("GnuTLS using default session cipher/priority \"%s\"\n",
1277         exim_default_gnutls_priority);
1278   rc = gnutls_priority_init(&state->priority_cache,
1279       exim_default_gnutls_priority, &errpos);
1280   p = US exim_default_gnutls_priority;
1281   }
1282
1283 exim_gnutls_err_check(string_sprintf(
1284       "gnutls_priority_init(%s) failed at offset %ld, \"%.6s..\"",
1285       p, errpos - CS p, errpos));
1286
1287 rc = gnutls_priority_set(state->session, state->priority_cache);
1288 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_priority_set");
1289
1290 gnutls_db_set_cache_expiration(state->session, ssl_session_timeout);
1291
1292 /* Reduce security in favour of increased compatibility, if the admin
1293 decides to make that trade-off. */
1294 if (gnutls_compat_mode)
1295   {
1296 #if LIBGNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x020104
1297   DEBUG(D_tls) debug_printf("lowering GnuTLS security, compatibility mode\n");
1298   gnutls_session_enable_compatibility_mode(state->session);
1299 #else
1300   DEBUG(D_tls) debug_printf("Unable to set gnutls_compat_mode - GnuTLS version too old\n");
1301 #endif
1302   }
1303
1304 *caller_state = state;
1305 return OK;
1306 }
1307
1308
1309
1310 /*************************************************
1311 *            Extract peer information            *
1312 *************************************************/
1313
1314 /* Called from both server and client code.
1315 Only this is allowed to set state->peerdn and state->have_set_peerdn
1316 and we use that to detect double-calls.
1317
1318 NOTE: the state blocks last while the TLS connection is up, which is fine
1319 for logging in the server side, but for the client side, we log after teardown
1320 in src/deliver.c.  While the session is up, we can twist about states and
1321 repoint tls_* globals, but those variables used for logging or other variable
1322 expansion that happens _after_ delivery need to have a longer life-time.
1323
1324 So for those, we get the data from POOL_PERM; the re-invoke guard keeps us from
1325 doing this more than once per generation of a state context.  We set them in
1326 the state context, and repoint tls_* to them.  After the state goes away, the
1327 tls_* copies of the pointers remain valid and client delivery logging is happy.
1328
1329 tls_certificate_verified is a BOOL, so the tls_peerdn and tls_cipher issues
1330 don't apply.
1331
1332 Arguments:
1333   state           exim_gnutls_state_st *
1334
1335 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1336 */
1337
1338 static int
1339 peer_status(exim_gnutls_state_st *state)
1340 {
1341 uschar cipherbuf[256];
1342 const gnutls_datum_t *cert_list;
1343 int old_pool, rc;
1344 unsigned int cert_list_size = 0;
1345 gnutls_protocol_t protocol;
1346 gnutls_cipher_algorithm_t cipher;
1347 gnutls_kx_algorithm_t kx;
1348 gnutls_mac_algorithm_t mac;
1349 gnutls_certificate_type_t ct;
1350 gnutls_x509_crt_t crt;
1351 uschar *p, *dn_buf;
1352 size_t sz;
1353
1354 if (state->have_set_peerdn)
1355   return OK;
1356 state->have_set_peerdn = TRUE;
1357
1358 state->peerdn = NULL;
1359
1360 /* tls_cipher */
1361 cipher = gnutls_cipher_get(state->session);
1362 protocol = gnutls_protocol_get_version(state->session);
1363 mac = gnutls_mac_get(state->session);
1364 kx = gnutls_kx_get(state->session);
1365
1366 string_format(cipherbuf, sizeof(cipherbuf),
1367     "%s:%s:%d",
1368     gnutls_protocol_get_name(protocol),
1369     gnutls_cipher_suite_get_name(kx, cipher, mac),
1370     (int) gnutls_cipher_get_key_size(cipher) * 8);
1371
1372 /* I don't see a way that spaces could occur, in the current GnuTLS
1373 code base, but it was a concern in the old code and perhaps older GnuTLS
1374 releases did return "TLS 1.0"; play it safe, just in case. */
1375 for (p = cipherbuf; *p != '\0'; ++p)
1376   if (isspace(*p))
1377     *p = '-';
1378 old_pool = store_pool;
1379 store_pool = POOL_PERM;
1380 state->ciphersuite = string_copy(cipherbuf);
1381 store_pool = old_pool;
1382 state->tlsp->cipher = state->ciphersuite;
1383
1384 /* tls_peerdn */
1385 cert_list = gnutls_certificate_get_peers(state->session, &cert_list_size);
1386
1387 if (cert_list == NULL || cert_list_size == 0)
1388   {
1389   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: no certificate from peer (%p & %d)\n",
1390       cert_list, cert_list_size);
1391   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1392     return tls_error(US"certificate verification failed",
1393         "no certificate received from peer", state->host);
1394   return OK;
1395   }
1396
1397 ct = gnutls_certificate_type_get(state->session);
1398 if (ct != GNUTLS_CRT_X509)
1399   {
1400   const char *ctn = gnutls_certificate_type_get_name(ct);
1401   DEBUG(D_tls)
1402     debug_printf("TLS: peer cert not X.509 but instead \"%s\"\n", ctn);
1403   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1404     return tls_error(US"certificate verification not possible, unhandled type",
1405         ctn, state->host);
1406   return OK;
1407   }
1408
1409 #define exim_gnutls_peer_err(Label) \
1410   do { \
1411     if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) \
1412       { \
1413       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: peer cert problem: %s: %s\n", \
1414         (Label), gnutls_strerror(rc)); \
1415       if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED) \
1416         return tls_error((Label), gnutls_strerror(rc), state->host); \
1417       return OK; \
1418       } \
1419     } while (0)
1420
1421 rc = import_cert(&cert_list[0], &crt);
1422 exim_gnutls_peer_err(US"cert 0");
1423
1424 state->tlsp->peercert = state->peercert = crt;
1425
1426 sz = 0;
1427 rc = gnutls_x509_crt_get_dn(crt, NULL, &sz);
1428 if (rc != GNUTLS_E_SHORT_MEMORY_BUFFER)
1429   {
1430   exim_gnutls_peer_err(US"getting size for cert DN failed");
1431   return FAIL; /* should not happen */
1432   }
1433 dn_buf = store_get_perm(sz);
1434 rc = gnutls_x509_crt_get_dn(crt, CS dn_buf, &sz);
1435 exim_gnutls_peer_err(US"failed to extract certificate DN [gnutls_x509_crt_get_dn(cert 0)]");
1436
1437 state->peerdn = dn_buf;
1438
1439 return OK;
1440 #undef exim_gnutls_peer_err
1441 }
1442
1443
1444
1445
1446 /*************************************************
1447 *            Verify peer certificate             *
1448 *************************************************/
1449
1450 /* Called from both server and client code.
1451 *Should* be using a callback registered with
1452 gnutls_certificate_set_verify_function() to fail the handshake if we dislike
1453 the peer information, but that's too new for some OSes.
1454
1455 Arguments:
1456   state           exim_gnutls_state_st *
1457   error           where to put an error message
1458
1459 Returns:
1460   FALSE     if the session should be rejected
1461   TRUE      if the cert is okay or we just don't care
1462 */
1463
1464 static BOOL
1465 verify_certificate(exim_gnutls_state_st *state, const char **error)
1466 {
1467 int rc;
1468 unsigned int verify;
1469
1470 *error = NULL;
1471
1472 if ((rc = peer_status(state)) != OK)
1473   {
1474   verify = GNUTLS_CERT_INVALID;
1475   *error = "certificate not supplied";
1476   }
1477 else
1478   rc = gnutls_certificate_verify_peers2(state->session, &verify);
1479
1480 /* Handle the result of verification. INVALID seems to be set as well
1481 as REVOKED, but leave the test for both. */
1482
1483 if (rc < 0 ||
1484     verify & (GNUTLS_CERT_INVALID|GNUTLS_CERT_REVOKED)
1485    )
1486   {
1487   state->peer_cert_verified = FALSE;
1488   if (!*error)
1489     *error = verify & GNUTLS_CERT_REVOKED
1490       ? "certificate revoked" : "certificate invalid";
1491
1492   DEBUG(D_tls)
1493     debug_printf("TLS certificate verification failed (%s): peerdn=\"%s\"\n",
1494         *error, state->peerdn ? state->peerdn : US"<unset>");
1495
1496   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1497     {
1498     gnutls_alert_send(state->session,
1499       GNUTLS_AL_FATAL, GNUTLS_A_BAD_CERTIFICATE);
1500     return FALSE;
1501     }
1502   DEBUG(D_tls)
1503     debug_printf("TLS verify failure overridden (host in tls_try_verify_hosts)\n");
1504   }
1505
1506 else
1507   {
1508   if (state->exp_tls_verify_cert_hostnames)
1509     {
1510     int sep = 0;
1511     const uschar * list = state->exp_tls_verify_cert_hostnames;
1512     uschar * name;
1513     while ((name = string_nextinlist(&list, &sep, NULL, 0)))
1514       if (gnutls_x509_crt_check_hostname(state->tlsp->peercert, CS name))
1515         break;
1516     if (!name)
1517       {
1518       DEBUG(D_tls)
1519         debug_printf("TLS certificate verification failed: cert name mismatch\n");
1520       if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1521         {
1522         gnutls_alert_send(state->session,
1523           GNUTLS_AL_FATAL, GNUTLS_A_BAD_CERTIFICATE);
1524         return FALSE;
1525         }
1526       return TRUE;
1527       }
1528     }
1529   state->peer_cert_verified = TRUE;
1530   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS certificate verified: peerdn=\"%s\"\n",
1531       state->peerdn ? state->peerdn : US"<unset>");
1532   }
1533
1534 state->tlsp->peerdn = state->peerdn;
1535
1536 return TRUE;
1537 }
1538
1539
1540
1541
1542 /* ------------------------------------------------------------------------ */
1543 /* Callbacks */
1544
1545 /* Logging function which can be registered with
1546  *   gnutls_global_set_log_function()
1547  *   gnutls_global_set_log_level() 0..9
1548  */
1549 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
1550 static void
1551 exim_gnutls_logger_cb(int level, const char *message)
1552 {
1553   size_t len = strlen(message);
1554   if (len < 1)
1555     {
1556     DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS<%d> empty debug message\n", level);
1557     return;
1558     }
1559   DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS<%d>: %s%s", level, message,
1560       message[len-1] == '\n' ? "" : "\n");
1561 }
1562 #endif
1563
1564
1565 /* Called after client hello, should handle SNI work.
1566 This will always set tls_sni (state->received_sni) if available,
1567 and may trigger presenting different certificates,
1568 if state->trigger_sni_changes is TRUE.
1569
1570 Should be registered with
1571   gnutls_handshake_set_post_client_hello_function()
1572
1573 "This callback must return 0 on success or a gnutls error code to terminate the
1574 handshake.".
1575
1576 For inability to get SNI information, we return 0.
1577 We only return non-zero if re-setup failed.
1578 Only used for server-side TLS.
1579 */
1580
1581 static int
1582 exim_sni_handling_cb(gnutls_session_t session)
1583 {
1584 char sni_name[MAX_HOST_LEN];
1585 size_t data_len = MAX_HOST_LEN;
1586 exim_gnutls_state_st *state = &state_server;
1587 unsigned int sni_type;
1588 int rc, old_pool;
1589
1590 rc = gnutls_server_name_get(session, sni_name, &data_len, &sni_type, 0);
1591 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
1592   {
1593   DEBUG(D_tls) {
1594     if (rc == GNUTLS_E_REQUESTED_DATA_NOT_AVAILABLE)
1595       debug_printf("TLS: no SNI presented in handshake.\n");
1596     else
1597       debug_printf("TLS failure: gnutls_server_name_get(): %s [%d]\n",
1598         gnutls_strerror(rc), rc);
1599   };
1600   return 0;
1601   }
1602
1603 if (sni_type != GNUTLS_NAME_DNS)
1604   {
1605   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: ignoring SNI of unhandled type %u\n", sni_type);
1606   return 0;
1607   }
1608
1609 /* We now have a UTF-8 string in sni_name */
1610 old_pool = store_pool;
1611 store_pool = POOL_PERM;
1612 state->received_sni = string_copyn(US sni_name, data_len);
1613 store_pool = old_pool;
1614
1615 /* We set this one now so that variable expansions below will work */
1616 state->tlsp->sni = state->received_sni;
1617
1618 DEBUG(D_tls) debug_printf("Received TLS SNI \"%s\"%s\n", sni_name,
1619     state->trigger_sni_changes ? "" : " (unused for certificate selection)");
1620
1621 if (!state->trigger_sni_changes)
1622   return 0;
1623
1624 rc = tls_expand_session_files(state);
1625 if (rc != OK)
1626   {
1627   /* If the setup of certs/etc failed before handshake, TLS would not have
1628   been offered.  The best we can do now is abort. */
1629   return GNUTLS_E_APPLICATION_ERROR_MIN;
1630   }
1631
1632 rc = tls_set_remaining_x509(state);
1633 if (rc != OK) return GNUTLS_E_APPLICATION_ERROR_MIN;
1634
1635 return 0;
1636 }
1637
1638
1639
1640 #ifndef DISABLE_OCSP
1641
1642 static int
1643 server_ocsp_stapling_cb(gnutls_session_t session, void * ptr,
1644   gnutls_datum_t * ocsp_response)
1645 {
1646 int ret;
1647
1648 if ((ret = gnutls_load_file(ptr, ocsp_response)) < 0)
1649   {
1650   DEBUG(D_tls) debug_printf("Failed to load ocsp stapling file %s\n",
1651                               (char *)ptr);
1652   tls_in.ocsp = OCSP_NOT_RESP;
1653   return GNUTLS_E_NO_CERTIFICATE_STATUS;
1654   }
1655
1656 tls_in.ocsp = OCSP_VFY_NOT_TRIED;
1657 return 0;
1658 }
1659
1660 #endif
1661
1662
1663 #ifndef DISABLE_EVENT
1664 /*
1665 We use this callback to get observability and detail-level control
1666 for an exim TLS connection (either direction), raising a tls:cert event
1667 for each cert in the chain presented by the peer.  Any event
1668 can deny verification.
1669
1670 Return 0 for the handshake to continue or non-zero to terminate.
1671 */
1672
1673 static int
1674 verify_cb(gnutls_session_t session)
1675 {
1676 const gnutls_datum_t * cert_list;
1677 unsigned int cert_list_size = 0;
1678 gnutls_x509_crt_t crt;
1679 int rc;
1680 uschar * yield;
1681 exim_gnutls_state_st * state = gnutls_session_get_ptr(session);
1682
1683 cert_list = gnutls_certificate_get_peers(session, &cert_list_size);
1684 if (cert_list)
1685   while (cert_list_size--)
1686   {
1687   rc = import_cert(&cert_list[cert_list_size], &crt);
1688   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
1689     {
1690     DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: peer cert problem: depth %d: %s\n",
1691       cert_list_size, gnutls_strerror(rc));
1692     break;
1693     }
1694
1695   state->tlsp->peercert = crt;
1696   if ((yield = event_raise(state->event_action,
1697               US"tls:cert", string_sprintf("%d", cert_list_size))))
1698     {
1699     log_write(0, LOG_MAIN,
1700               "SSL verify denied by event-action: depth=%d: %s",
1701               cert_list_size, yield);
1702     return 1;                     /* reject */
1703     }
1704   state->tlsp->peercert = NULL;
1705   }
1706
1707 return 0;
1708 }
1709
1710 #endif
1711
1712
1713
1714 /* ------------------------------------------------------------------------ */
1715 /* Exported functions */
1716
1717
1718
1719
1720 /*************************************************
1721 *       Start a TLS session in a server          *
1722 *************************************************/
1723
1724 /* This is called when Exim is running as a server, after having received
1725 the STARTTLS command. It must respond to that command, and then negotiate
1726 a TLS session.
1727
1728 Arguments:
1729   require_ciphers  list of allowed ciphers or NULL
1730
1731 Returns:           OK on success
1732                    DEFER for errors before the start of the negotiation
1733                    FAIL for errors during the negotation; the server can't
1734                      continue running.
1735 */
1736
1737 int
1738 tls_server_start(const uschar *require_ciphers)
1739 {
1740 int rc;
1741 const char *error;
1742 exim_gnutls_state_st *state = NULL;
1743
1744 /* Check for previous activation */
1745 if (tls_in.active >= 0)
1746   {
1747   tls_error(US"STARTTLS received after TLS started", "", NULL);
1748   smtp_printf("554 Already in TLS\r\n");
1749   return FAIL;
1750   }
1751
1752 /* Initialize the library. If it fails, it will already have logged the error
1753 and sent an SMTP response. */
1754
1755 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS as a server\n");
1756
1757 rc = tls_init(NULL, tls_certificate, tls_privatekey,
1758     NULL, tls_verify_certificates, tls_crl,
1759     require_ciphers, &state);
1760 if (rc != OK) return rc;
1761
1762 /* If this is a host for which certificate verification is mandatory or
1763 optional, set up appropriately. */
1764
1765 if (verify_check_host(&tls_verify_hosts) == OK)
1766   {
1767   DEBUG(D_tls)
1768     debug_printf("TLS: a client certificate will be required.\n");
1769   state->verify_requirement = VERIFY_REQUIRED;
1770   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUIRE);
1771   }
1772 else if (verify_check_host(&tls_try_verify_hosts) == OK)
1773   {
1774   DEBUG(D_tls)
1775     debug_printf("TLS: a client certificate will be requested but not required.\n");
1776   state->verify_requirement = VERIFY_OPTIONAL;
1777   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUEST);
1778   }
1779 else
1780   {
1781   DEBUG(D_tls)
1782     debug_printf("TLS: a client certificate will not be requested.\n");
1783   state->verify_requirement = VERIFY_NONE;
1784   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_IGNORE);
1785   }
1786
1787 #ifndef DISABLE_EVENT
1788 if (event_action)
1789   {
1790   state->event_action = event_action;
1791   gnutls_session_set_ptr(state->session, state);
1792   gnutls_certificate_set_verify_function(state->x509_cred, verify_cb);
1793   }
1794 #endif
1795
1796 /* Register SNI handling; always, even if not in tls_certificate, so that the
1797 expansion variable $tls_sni is always available. */
1798
1799 gnutls_handshake_set_post_client_hello_function(state->session,
1800     exim_sni_handling_cb);
1801
1802 /* Set context and tell client to go ahead, except in the case of TLS startup
1803 on connection, where outputting anything now upsets the clients and tends to
1804 make them disconnect. We need to have an explicit fflush() here, to force out
1805 the response. Other smtp_printf() calls do not need it, because in non-TLS
1806 mode, the fflush() happens when smtp_getc() is called. */
1807
1808 if (!state->tlsp->on_connect)
1809   {
1810   smtp_printf("220 TLS go ahead\r\n");
1811   fflush(smtp_out);
1812   }
1813
1814 /* Now negotiate the TLS session. We put our own timer on it, since it seems
1815 that the GnuTLS library doesn't. */
1816
1817 gnutls_transport_set_ptr2(state->session,
1818     (gnutls_transport_ptr_t)(long) fileno(smtp_in),
1819     (gnutls_transport_ptr_t)(long) fileno(smtp_out));
1820 state->fd_in = fileno(smtp_in);
1821 state->fd_out = fileno(smtp_out);
1822
1823 sigalrm_seen = FALSE;
1824 if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(smtp_receive_timeout);
1825 do
1826   rc = gnutls_handshake(state->session);
1827 while (rc == GNUTLS_E_AGAIN ||  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_get_cache = tls_get_cache;
1880 receive_ungetc = tls_ungetc;
1881 receive_feof = tls_feof;
1882 receive_ferror = tls_ferror;
1883 receive_smtp_buffered = tls_smtp_buffered;
1884
1885 return OK;
1886 }
1887
1888
1889
1890
1891 static void
1892 tls_client_setup_hostname_checks(host_item * host, exim_gnutls_state_st * state,
1893   smtp_transport_options_block * ob)
1894 {
1895 if (verify_check_given_host(&ob->tls_verify_cert_hostnames, host) == OK)
1896   {
1897   state->exp_tls_verify_cert_hostnames =
1898 #ifdef SUPPORT_I18N
1899     string_domain_utf8_to_alabel(host->name, NULL);
1900 #else
1901     host->name;
1902 #endif
1903   DEBUG(D_tls)
1904     debug_printf("TLS: server cert verification includes hostname: \"%s\".\n",
1905                     state->exp_tls_verify_cert_hostnames);
1906   }
1907 }
1908
1909
1910 /*************************************************
1911 *    Start a TLS session in a client             *
1912 *************************************************/
1913
1914 /* Called from the smtp transport after STARTTLS has been accepted.
1915
1916 Arguments:
1917   fd                the fd of the connection
1918   host              connected host (for messages)
1919   addr              the first address (not used)
1920   tb                transport (always smtp)
1921
1922 Returns:            OK/DEFER/FAIL (because using common functions),
1923                     but for a client, DEFER and FAIL have the same meaning
1924 */
1925
1926 int
1927 tls_client_start(int fd, host_item *host,
1928     address_item *addr ARG_UNUSED,
1929     transport_instance *tb
1930 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
1931     , dns_answer * unused_tlsa_dnsa
1932 #endif
1933     )
1934 {
1935 smtp_transport_options_block *ob =
1936   (smtp_transport_options_block *)tb->options_block;
1937 int rc;
1938 const char *error;
1939 exim_gnutls_state_st *state = NULL;
1940 #ifndef DISABLE_OCSP
1941 BOOL require_ocsp =
1942   verify_check_given_host(&ob->hosts_require_ocsp, host) == OK;
1943 BOOL request_ocsp = require_ocsp ? TRUE
1944   : verify_check_given_host(&ob->hosts_request_ocsp, host) == OK;
1945 #endif
1946
1947 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS as a client on fd %d\n", fd);
1948
1949 if ((rc = tls_init(host, ob->tls_certificate, ob->tls_privatekey,
1950     ob->tls_sni, ob->tls_verify_certificates, ob->tls_crl,
1951     ob->tls_require_ciphers, &state)) != OK)
1952   return rc;
1953
1954   {
1955   int dh_min_bits = ob->tls_dh_min_bits;
1956   if (dh_min_bits < EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS)
1957     {
1958     DEBUG(D_tls)
1959       debug_printf("WARNING: tls_dh_min_bits far too low,"
1960                     " clamping %d up to %d\n",
1961           dh_min_bits, EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS);
1962     dh_min_bits = EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS;
1963     }
1964
1965   DEBUG(D_tls) debug_printf("Setting D-H prime minimum"
1966                     " acceptable bits to %d\n",
1967       dh_min_bits);
1968   gnutls_dh_set_prime_bits(state->session, dh_min_bits);
1969   }
1970
1971 /* Stick to the old behaviour for compatibility if tls_verify_certificates is
1972 set but both tls_verify_hosts and tls_try_verify_hosts are unset. Check only
1973 the specified host patterns if one of them is defined */
1974
1975 if (  (  state->exp_tls_verify_certificates
1976       && !ob->tls_verify_hosts
1977       && (!ob->tls_try_verify_hosts || !*ob->tls_try_verify_hosts)
1978       )
1979     || verify_check_given_host(&ob->tls_verify_hosts, host) == OK
1980    )
1981   {
1982   tls_client_setup_hostname_checks(host, state, ob);
1983   DEBUG(D_tls)
1984     debug_printf("TLS: server certificate verification required.\n");
1985   state->verify_requirement = VERIFY_REQUIRED;
1986   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUIRE);
1987   }
1988 else if (verify_check_given_host(&ob->tls_try_verify_hosts, host) == OK)
1989   {
1990   tls_client_setup_hostname_checks(host, state, ob);
1991   DEBUG(D_tls)
1992     debug_printf("TLS: server certificate verification optional.\n");
1993   state->verify_requirement = VERIFY_OPTIONAL;
1994   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUEST);
1995   }
1996 else
1997   {
1998   DEBUG(D_tls)
1999     debug_printf("TLS: server certificate verification not required.\n");
2000   state->verify_requirement = VERIFY_NONE;
2001   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_IGNORE);
2002   }
2003
2004 #ifndef DISABLE_OCSP
2005                         /* supported since GnuTLS 3.1.3 */
2006 if (request_ocsp)
2007   {
2008   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: will request OCSP stapling\n");
2009   if ((rc = gnutls_ocsp_status_request_enable_client(state->session,
2010                     NULL, 0, NULL)) != OK)
2011     return tls_error(US"cert-status-req",
2012                     gnutls_strerror(rc), state->host);
2013   tls_out.ocsp = OCSP_NOT_RESP;
2014   }
2015 #endif
2016
2017 #ifndef DISABLE_EVENT
2018 if (tb->event_action)
2019   {
2020   state->event_action = tb->event_action;
2021   gnutls_session_set_ptr(state->session, state);
2022   gnutls_certificate_set_verify_function(state->x509_cred, verify_cb);
2023   }
2024 #endif
2025
2026 gnutls_transport_set_ptr(state->session, (gnutls_transport_ptr_t)(long) fd);
2027 state->fd_in = fd;
2028 state->fd_out = fd;
2029
2030 DEBUG(D_tls) debug_printf("about to gnutls_handshake\n");
2031 /* There doesn't seem to be a built-in timeout on connection. */
2032
2033 sigalrm_seen = FALSE;
2034 alarm(ob->command_timeout);
2035 do
2036   {
2037   rc = gnutls_handshake(state->session);
2038   } while ((rc == GNUTLS_E_AGAIN) ||
2039       (rc == GNUTLS_E_INTERRUPTED && !sigalrm_seen));
2040 alarm(0);
2041
2042 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
2043   return tls_error(US"gnutls_handshake",
2044       sigalrm_seen ? "timed out" : gnutls_strerror(rc), state->host);
2045
2046 DEBUG(D_tls) debug_printf("gnutls_handshake was successful\n");
2047
2048 /* Verify late */
2049
2050 if (state->verify_requirement != VERIFY_NONE &&
2051     !verify_certificate(state, &error))
2052   return tls_error(US"certificate verification failed", error, state->host);
2053
2054 #ifndef DISABLE_OCSP
2055 if (require_ocsp)
2056   {
2057   DEBUG(D_tls)
2058     {
2059     gnutls_datum_t stapling;
2060     gnutls_ocsp_resp_t resp;
2061     gnutls_datum_t printed;
2062     if (  (rc= gnutls_ocsp_status_request_get(state->session, &stapling)) == 0
2063        && (rc= gnutls_ocsp_resp_init(&resp)) == 0
2064        && (rc= gnutls_ocsp_resp_import(resp, &stapling)) == 0
2065        && (rc= gnutls_ocsp_resp_print(resp, GNUTLS_OCSP_PRINT_FULL, &printed)) == 0
2066        )
2067       {
2068       debug_printf("%.4096s", printed.data);
2069       gnutls_free(printed.data);
2070       }
2071     else
2072       (void) tls_error(US"ocsp decode", gnutls_strerror(rc), state->host);
2073     }
2074
2075   if (gnutls_ocsp_status_request_is_checked(state->session, 0) == 0)
2076     {
2077     tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
2078     return tls_error(US"certificate status check failed", NULL, state->host);
2079     }
2080   DEBUG(D_tls) debug_printf("Passed OCSP checking\n");
2081   tls_out.ocsp = OCSP_VFIED;
2082   }
2083 #endif
2084
2085 /* Figure out peer DN, and if authenticated, etc. */
2086
2087 if ((rc = peer_status(state)) != OK)
2088   return rc;
2089
2090 /* Sets various Exim expansion variables; may need to adjust for ACL callouts */
2091
2092 extract_exim_vars_from_tls_state(state);
2093
2094 return OK;
2095 }
2096
2097
2098
2099
2100 /*************************************************
2101 *         Close down a TLS session               *
2102 *************************************************/
2103
2104 /* This is also called from within a delivery subprocess forked from the
2105 daemon, to shut down the TLS library, without actually doing a shutdown (which
2106 would tamper with the TLS session in the parent process).
2107
2108 Arguments:   TRUE if gnutls_bye is to be called
2109 Returns:     nothing
2110 */
2111
2112 void
2113 tls_close(BOOL is_server, BOOL shutdown)
2114 {
2115 exim_gnutls_state_st *state = is_server ? &state_server : &state_client;
2116
2117 if (!state->tlsp || state->tlsp->active < 0) return;  /* TLS was not active */
2118
2119 if (shutdown)
2120   {
2121   DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_close(): shutting down TLS\n");
2122   gnutls_bye(state->session, GNUTLS_SHUT_WR);
2123   }
2124
2125 gnutls_deinit(state->session);
2126
2127 state->tlsp->active = -1;
2128 memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
2129
2130 if ((state_server.session == NULL) && (state_client.session == NULL))
2131   {
2132   gnutls_global_deinit();
2133   exim_gnutls_base_init_done = FALSE;
2134   }
2135
2136 }
2137
2138
2139
2140
2141 /*************************************************
2142 *            TLS version of getc                 *
2143 *************************************************/
2144
2145 /* This gets the next byte from the TLS input buffer. If the buffer is empty,
2146 it refills the buffer via the GnuTLS reading function.
2147 Only used by the server-side TLS.
2148
2149 This feeds DKIM and should be used for all message-body reads.
2150
2151 Arguments:  none
2152 Returns:    the next character or EOF
2153 */
2154
2155 int
2156 tls_getc(void)
2157 {
2158 exim_gnutls_state_st *state = &state_server;
2159 if (state->xfer_buffer_lwm >= state->xfer_buffer_hwm)
2160   {
2161   ssize_t inbytes;
2162
2163   DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling gnutls_record_recv(%p, %p, %u)\n",
2164     state->session, state->xfer_buffer, ssl_xfer_buffer_size);
2165
2166   if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(smtp_receive_timeout);
2167   inbytes = gnutls_record_recv(state->session, state->xfer_buffer,
2168     ssl_xfer_buffer_size);
2169   alarm(0);
2170
2171   /* A zero-byte return appears to mean that the TLS session has been
2172      closed down, not that the socket itself has been closed down. Revert to
2173      non-TLS handling. */
2174
2175   if (inbytes == 0)
2176     {
2177     DEBUG(D_tls) debug_printf("Got TLS_EOF\n");
2178
2179     receive_getc = smtp_getc;
2180     receive_get_cache = smtp_get_cache;
2181     receive_ungetc = smtp_ungetc;
2182     receive_feof = smtp_feof;
2183     receive_ferror = smtp_ferror;
2184     receive_smtp_buffered = smtp_buffered;
2185
2186     gnutls_deinit(state->session);
2187     state->session = NULL;
2188     state->tlsp->active = -1;
2189     state->tlsp->bits = 0;
2190     state->tlsp->certificate_verified = FALSE;
2191     tls_channelbinding_b64 = NULL;
2192     state->tlsp->cipher = NULL;
2193     state->tlsp->peercert = NULL;
2194     state->tlsp->peerdn = NULL;
2195
2196     return smtp_getc();
2197     }
2198
2199   /* Handle genuine errors */
2200
2201   else if (inbytes < 0)
2202     {
2203     record_io_error(state, (int) inbytes, US"recv", NULL);
2204     state->xfer_error = 1;
2205     return EOF;
2206     }
2207 #ifndef DISABLE_DKIM
2208   dkim_exim_verify_feed(state->xfer_buffer, inbytes);
2209 #endif
2210   state->xfer_buffer_hwm = (int) inbytes;
2211   state->xfer_buffer_lwm = 0;
2212   }
2213
2214 /* Something in the buffer; return next uschar */
2215
2216 return state->xfer_buffer[state->xfer_buffer_lwm++];
2217 }
2218
2219 void
2220 tls_get_cache()
2221 {
2222 #ifndef DISABLE_DKIM
2223 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2224 int n = state->xfer_buffer_hwm - state->xfer_buffer_lwm;
2225 if (n > 0)
2226   dkim_exim_verify_feed(state->xfer_buffer+state->xfer_buffer_lwm, n);
2227 #endif
2228 }
2229
2230
2231
2232
2233 /*************************************************
2234 *          Read bytes from TLS channel           *
2235 *************************************************/
2236
2237 /* This does not feed DKIM, so if the caller uses this for reading message body,
2238 then the caller must feed DKIM.
2239
2240 Arguments:
2241   buff      buffer of data
2242   len       size of buffer
2243
2244 Returns:    the number of bytes read
2245             -1 after a failed read
2246 */
2247
2248 int
2249 tls_read(BOOL is_server, uschar *buff, size_t len)
2250 {
2251 exim_gnutls_state_st *state = is_server ? &state_server : &state_client;
2252 ssize_t inbytes;
2253
2254 if (len > INT_MAX)
2255   len = INT_MAX;
2256
2257 if (state->xfer_buffer_lwm < state->xfer_buffer_hwm)
2258   DEBUG(D_tls)
2259     debug_printf("*** PROBABLY A BUG *** " \
2260         "tls_read() called with data in the tls_getc() buffer, %d ignored\n",
2261         state->xfer_buffer_hwm - state->xfer_buffer_lwm);
2262
2263 DEBUG(D_tls)
2264   debug_printf("Calling gnutls_record_recv(%p, %p, " SIZE_T_FMT ")\n",
2265       state->session, buff, len);
2266
2267 inbytes = gnutls_record_recv(state->session, buff, len);
2268 if (inbytes > 0) return inbytes;
2269 if (inbytes == 0)
2270   {
2271   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got TLS_EOF\n");
2272   }
2273 else record_io_error(state, (int)inbytes, US"recv", NULL);
2274
2275 return -1;
2276 }
2277
2278
2279
2280
2281 /*************************************************
2282 *         Write bytes down TLS channel           *
2283 *************************************************/
2284
2285 /*
2286 Arguments:
2287   is_server channel specifier
2288   buff      buffer of data
2289   len       number of bytes
2290
2291 Returns:    the number of bytes after a successful write,
2292             -1 after a failed write
2293 */
2294
2295 int
2296 tls_write(BOOL is_server, const uschar *buff, size_t len)
2297 {
2298 ssize_t outbytes;
2299 size_t left = len;
2300 exim_gnutls_state_st *state = is_server ? &state_server : &state_client;
2301
2302 DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_do_write(%p, " SIZE_T_FMT ")\n", buff, left);
2303 while (left > 0)
2304   {
2305   DEBUG(D_tls) debug_printf("gnutls_record_send(SSL, %p, " SIZE_T_FMT ")\n",
2306       buff, left);
2307   outbytes = gnutls_record_send(state->session, buff, left);
2308
2309   DEBUG(D_tls) debug_printf("outbytes=" SSIZE_T_FMT "\n", outbytes);
2310   if (outbytes < 0)
2311     {
2312     record_io_error(state, outbytes, US"send", NULL);
2313     return -1;
2314     }
2315   if (outbytes == 0)
2316     {
2317     record_io_error(state, 0, US"send", US"TLS channel closed on write");
2318     return -1;
2319     }
2320
2321   left -= outbytes;
2322   buff += outbytes;
2323   }
2324
2325 if (len > INT_MAX)
2326   {
2327   DEBUG(D_tls)
2328     debug_printf("Whoops!  Wrote more bytes (" SIZE_T_FMT ") than INT_MAX\n",
2329         len);
2330   len = INT_MAX;
2331   }
2332
2333 return (int) len;
2334 }
2335
2336
2337
2338
2339 /*************************************************
2340 *            Random number generation            *
2341 *************************************************/
2342
2343 /* Pseudo-random number generation.  The result is not expected to be
2344 cryptographically strong but not so weak that someone will shoot themselves
2345 in the foot using it as a nonce in input in some email header scheme or
2346 whatever weirdness they'll twist this into.  The result should handle fork()
2347 and avoid repeating sequences.  OpenSSL handles that for us.
2348
2349 Arguments:
2350   max       range maximum
2351 Returns     a random number in range [0, max-1]
2352 */
2353
2354 #ifdef HAVE_GNUTLS_RND
2355 int
2356 vaguely_random_number(int max)
2357 {
2358 unsigned int r;
2359 int i, needed_len;
2360 uschar *p;
2361 uschar smallbuf[sizeof(r)];
2362
2363 if (max <= 1)
2364   return 0;
2365
2366 needed_len = sizeof(r);
2367 /* Don't take 8 times more entropy than needed if int is 8 octets and we were
2368  * asked for a number less than 10. */
2369 for (r = max, i = 0; r; ++i)
2370   r >>= 1;
2371 i = (i + 7) / 8;
2372 if (i < needed_len)
2373   needed_len = i;
2374
2375 i = gnutls_rnd(GNUTLS_RND_NONCE, smallbuf, needed_len);
2376 if (i < 0)
2377   {
2378   DEBUG(D_all) debug_printf("gnutls_rnd() failed, using fallback.\n");
2379   return vaguely_random_number_fallback(max);
2380   }
2381 r = 0;
2382 for (p = smallbuf; needed_len; --needed_len, ++p)
2383   {
2384   r *= 256;
2385   r += *p;
2386   }
2387
2388 /* We don't particularly care about weighted results; if someone wants
2389  * smooth distribution and cares enough then they should submit a patch then. */
2390 return r % max;
2391 }
2392 #else /* HAVE_GNUTLS_RND */
2393 int
2394 vaguely_random_number(int max)
2395 {
2396   return vaguely_random_number_fallback(max);
2397 }
2398 #endif /* HAVE_GNUTLS_RND */
2399
2400
2401
2402
2403 /*************************************************
2404 *  Let tls_require_ciphers be checked at startup *
2405 *************************************************/
2406
2407 /* The tls_require_ciphers option, if set, must be something which the
2408 library can parse.
2409
2410 Returns:     NULL on success, or error message
2411 */
2412
2413 uschar *
2414 tls_validate_require_cipher(void)
2415 {
2416 int rc;
2417 uschar *expciphers = NULL;
2418 gnutls_priority_t priority_cache;
2419 const char *errpos;
2420
2421 #define validate_check_rc(Label) do { \
2422   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) { if (exim_gnutls_base_init_done) gnutls_global_deinit(); \
2423   return string_sprintf("%s failed: %s", (Label), gnutls_strerror(rc)); } } while (0)
2424 #define return_deinit(Label) do { gnutls_global_deinit(); return (Label); } while (0)
2425
2426 if (exim_gnutls_base_init_done)
2427   log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
2428       "already initialised GnuTLS, Exim developer bug");
2429
2430 #ifdef HAVE_GNUTLS_PKCS11
2431 if (!gnutls_allow_auto_pkcs11)
2432   {
2433   rc = gnutls_pkcs11_init(GNUTLS_PKCS11_FLAG_MANUAL, NULL);
2434   validate_check_rc(US"gnutls_pkcs11_init");
2435   }
2436 #endif
2437 rc = gnutls_global_init();
2438 validate_check_rc(US"gnutls_global_init()");
2439 exim_gnutls_base_init_done = TRUE;
2440
2441 if (!(tls_require_ciphers && *tls_require_ciphers))
2442   return_deinit(NULL);
2443
2444 if (!expand_check(tls_require_ciphers, US"tls_require_ciphers", &expciphers))
2445   return_deinit(US"failed to expand tls_require_ciphers");
2446
2447 if (!(expciphers && *expciphers))
2448   return_deinit(NULL);
2449
2450 DEBUG(D_tls)
2451   debug_printf("tls_require_ciphers expands to \"%s\"\n", expciphers);
2452
2453 rc = gnutls_priority_init(&priority_cache, CS expciphers, &errpos);
2454 validate_check_rc(string_sprintf(
2455       "gnutls_priority_init(%s) failed at offset %ld, \"%.8s..\"",
2456       expciphers, errpos - CS expciphers, errpos));
2457
2458 #undef return_deinit
2459 #undef validate_check_rc
2460 gnutls_global_deinit();
2461
2462 return NULL;
2463 }
2464
2465
2466
2467
2468 /*************************************************
2469 *         Report the library versions.           *
2470 *************************************************/
2471
2472 /* See a description in tls-openssl.c for an explanation of why this exists.
2473
2474 Arguments:   a FILE* to print the results to
2475 Returns:     nothing
2476 */
2477
2478 void
2479 tls_version_report(FILE *f)
2480 {
2481 fprintf(f, "Library version: GnuTLS: Compile: %s\n"
2482            "                         Runtime: %s\n",
2483            LIBGNUTLS_VERSION,
2484            gnutls_check_version(NULL));
2485 }
2486
2487 /* vi: aw ai sw=2
2488 */
2489 /* End of tls-gnu.c */