OpenSSL 1.1 - rework OCSP proof verification at load time in server
[exim.git] / src / src / tls-openssl.c
1 /*************************************************
2 *     Exim - an Internet mail transport agent    *
3 *************************************************/
4
5 /* Copyright (c) University of Cambridge 1995 - 2016 */
6 /* See the file NOTICE for conditions of use and distribution. */
7
8 /* Portions Copyright (c) The OpenSSL Project 1999 */
9
10 /* This module provides the TLS (aka SSL) support for Exim using the OpenSSL
11 library. It is #included into the tls.c file when that library is used. The
12 code herein is based on a patch that was originally contributed by Steve
13 Haslam. It was adapted from stunnel, a GPL program by Michal Trojnara.
14
15 No cryptographic code is included in Exim. All this module does is to call
16 functions from the OpenSSL library. */
17
18
19 /* Heading stuff */
20
21 #include <openssl/lhash.h>
22 #include <openssl/ssl.h>
23 #include <openssl/err.h>
24 #include <openssl/rand.h>
25 #ifndef OPENSSL_NO_ECDH
26 # include <openssl/ec.h>
27 #endif
28 #ifndef DISABLE_OCSP
29 # include <openssl/ocsp.h>
30 #endif
31 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
32 # include <danessl.h>
33 #endif
34
35
36 #ifndef DISABLE_OCSP
37 # define EXIM_OCSP_SKEW_SECONDS (300L)
38 # define EXIM_OCSP_MAX_AGE (-1L)
39 #endif
40
41 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x0090806fL && !defined(OPENSSL_NO_TLSEXT)
42 # define EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
43 #endif
44 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x00908000L
45 # define EXIM_HAVE_RSA_GENKEY_EX
46 #endif
47 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x10100000L
48 # define EXIM_HAVE_OCSP_RESP_COUNT
49 #else
50 # define EXIM_HAVE_EPHEM_RSA_KEX
51 # define EXIM_HAVE_RAND_PSEUDO
52 #endif
53 #if (OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x0090800fL) && !defined(OPENSSL_NO_SHA256)
54 # define EXIM_HAVE_SHA256
55 #endif
56
57 /*
58  * X509_check_host provides sane certificate hostname checking, but was added
59  * to OpenSSL late, after other projects forked off the code-base.  So in
60  * addition to guarding against the base version number, beware that LibreSSL
61  * does not (at this time) support this function.
62  *
63  * If LibreSSL gains a different API, perhaps via libtls, then we'll probably
64  * opt to disentangle and ask a LibreSSL user to provide glue for a third
65  * crypto provider for libtls instead of continuing to tie the OpenSSL glue
66  * into even twistier knots.  If LibreSSL gains the same API, we can just
67  * change this guard and punt the issue for a while longer.
68  */
69 #ifndef LIBRESSL_VERSION_NUMBER
70 # if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x010100000L
71 #  define EXIM_HAVE_OPENSSL_CHECKHOST
72 # endif
73 # if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x010000000L \
74     && (OPENSSL_VERSION_NUMBER & 0x0000ff000L) >= 0x000002000L
75 #  define EXIM_HAVE_OPENSSL_CHECKHOST
76 # endif
77 #endif
78
79 #if !defined(LIBRESSL_VERSION_NUMBER) \
80     || LIBRESSL_VERSION_NUMBER >= 0x20010000L
81 # if !defined(OPENSSL_NO_ECDH)
82 #  if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x0090800fL
83 #   define EXIM_HAVE_ECDH
84 #  endif
85 #  if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x10002000L
86 #   if OPENSSL_VERSION_NUMBER < 0x10100000L
87 #    define EXIM_HAVE_OPENSSL_ECDH_AUTO
88 #   endif
89 #   define EXIM_HAVE_OPENSSL_EC_NIST2NID
90 #  endif
91 # endif
92 #endif
93
94 #if !defined(EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT) && !defined(DISABLE_OCSP)
95 # warning "OpenSSL library version too old; define DISABLE_OCSP in Makefile"
96 # define DISABLE_OCSP
97 #endif
98
99 /* Structure for collecting random data for seeding. */
100
101 typedef struct randstuff {
102   struct timeval tv;
103   pid_t          p;
104 } randstuff;
105
106 /* Local static variables */
107
108 static BOOL client_verify_callback_called = FALSE;
109 static BOOL server_verify_callback_called = FALSE;
110 static const uschar *sid_ctx = US"exim";
111
112 /* We have three different contexts to care about.
113
114 Simple case: client, `client_ctx`
115  As a client, we can be doing a callout or cut-through delivery while receiving
116  a message.  So we have a client context, which should have options initialised
117  from the SMTP Transport.
118
119 Server:
120  There are two cases: with and without ServerNameIndication from the client.
121  Given TLS SNI, we can be using different keys, certs and various other
122  configuration settings, because they're re-expanded with $tls_sni set.  This
123  allows vhosting with TLS.  This SNI is sent in the handshake.
124  A client might not send SNI, so we need a fallback, and an initial setup too.
125  So as a server, we start out using `server_ctx`.
126  If SNI is sent by the client, then we as server, mid-negotiation, try to clone
127  `server_sni` from `server_ctx` and then initialise settings by re-expanding
128  configuration.
129 */
130
131 static SSL_CTX *client_ctx = NULL;
132 static SSL_CTX *server_ctx = NULL;
133 static SSL     *client_ssl = NULL;
134 static SSL     *server_ssl = NULL;
135
136 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
137 static SSL_CTX *server_sni = NULL;
138 #endif
139
140 static char ssl_errstring[256];
141
142 static int  ssl_session_timeout = 200;
143 static BOOL client_verify_optional = FALSE;
144 static BOOL server_verify_optional = FALSE;
145
146 static BOOL reexpand_tls_files_for_sni = FALSE;
147
148
149 typedef struct tls_ext_ctx_cb {
150   uschar *certificate;
151   uschar *privatekey;
152 #ifndef DISABLE_OCSP
153   BOOL is_server;
154   STACK_OF(X509) *verify_stack;         /* chain for verifying the proof */
155   union {
156     struct {
157       uschar        *file;
158       uschar        *file_expanded;
159       OCSP_RESPONSE *response;
160     } server;
161     struct {
162       X509_STORE    *verify_store;      /* non-null if status requested */
163       BOOL          verify_required;
164     } client;
165   } u_ocsp;
166 #endif
167   uschar *dhparam;
168   /* these are cached from first expand */
169   uschar *server_cipher_list;
170   /* only passed down to tls_error: */
171   host_item *host;
172   const uschar * verify_cert_hostnames;
173 #ifndef DISABLE_EVENT
174   uschar * event_action;
175 #endif
176 } tls_ext_ctx_cb;
177
178 /* should figure out a cleanup of API to handle state preserved per
179 implementation, for various reasons, which can be void * in the APIs.
180 For now, we hack around it. */
181 tls_ext_ctx_cb *client_static_cbinfo = NULL;
182 tls_ext_ctx_cb *server_static_cbinfo = NULL;
183
184 static int
185 setup_certs(SSL_CTX *sctx, uschar *certs, uschar *crl, host_item *host, BOOL optional,
186     int (*cert_vfy_cb)(int, X509_STORE_CTX *) );
187
188 /* Callbacks */
189 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
190 static int tls_servername_cb(SSL *s, int *ad ARG_UNUSED, void *arg);
191 #endif
192 #ifndef DISABLE_OCSP
193 static int tls_server_stapling_cb(SSL *s, void *arg);
194 #endif
195
196
197 /*************************************************
198 *               Handle TLS error                 *
199 *************************************************/
200
201 /* Called from lots of places when errors occur before actually starting to do
202 the TLS handshake, that is, while the session is still in clear. Always returns
203 DEFER for a server and FAIL for a client so that most calls can use "return
204 tls_error(...)" to do this processing and then give an appropriate return. A
205 single function is used for both server and client, because it is called from
206 some shared functions.
207
208 Argument:
209   prefix    text to include in the logged error
210   host      NULL if setting up a server;
211             the connected host if setting up a client
212   msg       error message or NULL if we should ask OpenSSL
213
214 Returns:    OK/DEFER/FAIL
215 */
216
217 static int
218 tls_error(uschar * prefix, const host_item * host, uschar * msg)
219 {
220 if (!msg)
221   {
222   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
223   msg = (uschar *)ssl_errstring;
224   }
225
226 if (host)
227   {
228   log_write(0, LOG_MAIN, "H=%s [%s] TLS error on connection (%s): %s",
229     host->name, host->address, prefix, msg);
230   return FAIL;
231   }
232 else
233   {
234   uschar *conn_info = smtp_get_connection_info();
235   if (Ustrncmp(conn_info, US"SMTP ", 5) == 0)
236     conn_info += 5;
237   /* I'd like to get separated H= here, but too hard for now */
238   log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error on %s (%s): %s",
239     conn_info, prefix, msg);
240   return DEFER;
241   }
242 }
243
244
245
246 #ifdef EXIM_HAVE_EPHEM_RSA_KEX
247 /*************************************************
248 *        Callback to generate RSA key            *
249 *************************************************/
250
251 /*
252 Arguments:
253   s          SSL connection
254   export     not used
255   keylength  keylength
256
257 Returns:     pointer to generated key
258 */
259
260 static RSA *
261 rsa_callback(SSL *s, int export, int keylength)
262 {
263 RSA *rsa_key;
264 #ifdef EXIM_HAVE_RSA_GENKEY_EX
265 BIGNUM *bn = BN_new();
266 #endif
267
268 export = export;     /* Shut picky compilers up */
269 DEBUG(D_tls) debug_printf("Generating %d bit RSA key...\n", keylength);
270
271 #ifdef EXIM_HAVE_RSA_GENKEY_EX
272 if (  !BN_set_word(bn, (unsigned long)RSA_F4)
273    || !(rsa_key = RSA_new())
274    || !RSA_generate_key_ex(rsa_key, keylength, bn, NULL)
275    )
276 #else
277 if (!(rsa_key = RSA_generate_key(keylength, RSA_F4, NULL, NULL)))
278 #endif
279
280   {
281   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
282   log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC, "TLS error (RSA_generate_key): %s",
283     ssl_errstring);
284   return NULL;
285   }
286 return rsa_key;
287 }
288 #endif
289
290
291
292 /* Extreme debug
293 #ifndef DISABLE_OCSP
294 void
295 x509_store_dump_cert_s_names(X509_STORE * store)
296 {
297 STACK_OF(X509_OBJECT) * roots= store->objs;
298 int i;
299 static uschar name[256];
300
301 for(i= 0; i<sk_X509_OBJECT_num(roots); i++)
302   {
303   X509_OBJECT * tmp_obj= sk_X509_OBJECT_value(roots, i);
304   if(tmp_obj->type == X509_LU_X509)
305     {
306     X509 * current_cert= tmp_obj->data.x509;
307     X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(current_cert), CS name, sizeof(name));
308         name[sizeof(name)-1] = '\0';
309     debug_printf(" %s\n", name);
310     }
311   }
312 }
313 #endif
314 */
315
316
317 #ifndef DISABLE_EVENT
318 static int
319 verify_event(tls_support * tlsp, X509 * cert, int depth, const uschar * dn,
320   BOOL *calledp, const BOOL *optionalp, const uschar * what)
321 {
322 uschar * ev;
323 uschar * yield;
324 X509 * old_cert;
325
326 ev = tlsp == &tls_out ? client_static_cbinfo->event_action : event_action;
327 if (ev)
328   {
329   DEBUG(D_tls) debug_printf("verify_event: %s %d\n", what, depth);
330   old_cert = tlsp->peercert;
331   tlsp->peercert = X509_dup(cert);
332   /* NB we do not bother setting peerdn */
333   if ((yield = event_raise(ev, US"tls:cert", string_sprintf("%d", depth))))
334     {
335     log_write(0, LOG_MAIN, "[%s] %s verify denied by event-action: "
336                 "depth=%d cert=%s: %s",
337               tlsp == &tls_out ? deliver_host_address : sender_host_address,
338               what, depth, dn, yield);
339     *calledp = TRUE;
340     if (!*optionalp)
341       {
342       if (old_cert) tlsp->peercert = old_cert;  /* restore 1st failing cert */
343       return 1;                     /* reject (leaving peercert set) */
344       }
345     DEBUG(D_tls) debug_printf("Event-action verify failure overridden "
346       "(host in tls_try_verify_hosts)\n");
347     }
348   X509_free(tlsp->peercert);
349   tlsp->peercert = old_cert;
350   }
351 return 0;
352 }
353 #endif
354
355 /*************************************************
356 *        Callback for verification               *
357 *************************************************/
358
359 /* The SSL library does certificate verification if set up to do so. This
360 callback has the current yes/no state is in "state". If verification succeeded,
361 we set the certificate-verified flag. If verification failed, what happens
362 depends on whether the client is required to present a verifiable certificate
363 or not.
364
365 If verification is optional, we change the state to yes, but still log the
366 verification error. For some reason (it really would help to have proper
367 documentation of OpenSSL), this callback function then gets called again, this
368 time with state = 1.  We must take care not to set the private verified flag on
369 the second time through.
370
371 Note: this function is not called if the client fails to present a certificate
372 when asked. We get here only if a certificate has been received. Handling of
373 optional verification for this case is done when requesting SSL to verify, by
374 setting SSL_VERIFY_FAIL_IF_NO_PEER_CERT in the non-optional case.
375
376 May be called multiple times for different issues with a certificate, even
377 for a given "depth" in the certificate chain.
378
379 Arguments:
380   preverify_ok current yes/no state as 1/0
381   x509ctx      certificate information.
382   tlsp         per-direction (client vs. server) support data
383   calledp      has-been-called flag
384   optionalp    verification-is-optional flag
385
386 Returns:     0 if verification should fail, otherwise 1
387 */
388
389 static int
390 verify_callback(int preverify_ok, X509_STORE_CTX *x509ctx,
391   tls_support *tlsp, BOOL *calledp, BOOL *optionalp)
392 {
393 X509 * cert = X509_STORE_CTX_get_current_cert(x509ctx);
394 int depth = X509_STORE_CTX_get_error_depth(x509ctx);
395 uschar dn[256];
396
397 X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(cert), CS dn, sizeof(dn));
398 dn[sizeof(dn)-1] = '\0';
399
400 if (preverify_ok == 0)
401   {
402   log_write(0, LOG_MAIN, "[%s] SSL verify error: depth=%d error=%s cert=%s",
403         tlsp == &tls_out ? deliver_host_address : sender_host_address,
404     depth,
405     X509_verify_cert_error_string(X509_STORE_CTX_get_error(x509ctx)),
406     dn);
407   *calledp = TRUE;
408   if (!*optionalp)
409     {
410     if (!tlsp->peercert)
411       tlsp->peercert = X509_dup(cert);  /* record failing cert */
412     return 0;                           /* reject */
413     }
414   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL verify failure overridden (host in "
415     "tls_try_verify_hosts)\n");
416   }
417
418 else if (depth != 0)
419   {
420   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL verify ok: depth=%d SN=%s\n", depth, dn);
421 #ifndef DISABLE_OCSP
422   if (tlsp == &tls_out && client_static_cbinfo->u_ocsp.client.verify_store)
423     {   /* client, wanting stapling  */
424     /* Add the server cert's signing chain as the one
425     for the verification of the OCSP stapled information. */
426
427     if (!X509_STORE_add_cert(client_static_cbinfo->u_ocsp.client.verify_store,
428                              cert))
429       ERR_clear_error();
430     sk_X509_push(client_static_cbinfo->verify_stack, cert);
431     }
432 #endif
433 #ifndef DISABLE_EVENT
434     if (verify_event(tlsp, cert, depth, dn, calledp, optionalp, US"SSL"))
435       return 0;                         /* reject, with peercert set */
436 #endif
437   }
438 else
439   {
440   const uschar * verify_cert_hostnames;
441
442   if (  tlsp == &tls_out
443      && ((verify_cert_hostnames = client_static_cbinfo->verify_cert_hostnames)))
444         /* client, wanting hostname check */
445     {
446
447 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_CHECKHOST
448 # ifndef X509_CHECK_FLAG_NO_PARTIAL_WILDCARDS
449 #  define X509_CHECK_FLAG_NO_PARTIAL_WILDCARDS 0
450 # endif
451 # ifndef X509_CHECK_FLAG_SINGLE_LABEL_SUBDOMAINS
452 #  define X509_CHECK_FLAG_SINGLE_LABEL_SUBDOMAINS 0
453 # endif
454     int sep = 0;
455     const uschar * list = verify_cert_hostnames;
456     uschar * name;
457     int rc;
458     while ((name = string_nextinlist(&list, &sep, NULL, 0)))
459       if ((rc = X509_check_host(cert, CCS name, 0,
460                   X509_CHECK_FLAG_NO_PARTIAL_WILDCARDS
461                   | X509_CHECK_FLAG_SINGLE_LABEL_SUBDOMAINS,
462                   NULL)))
463         {
464         if (rc < 0)
465           {
466           log_write(0, LOG_MAIN, "[%s] SSL verify error: internal error",
467                 tlsp == &tls_out ? deliver_host_address : sender_host_address);
468           name = NULL;
469           }
470         break;
471         }
472     if (!name)
473 #else
474     if (!tls_is_name_for_cert(verify_cert_hostnames, cert))
475 #endif
476       {
477       log_write(0, LOG_MAIN,
478                 "[%s] SSL verify error: certificate name mismatch: \"%s\"",
479                 tlsp == &tls_out ? deliver_host_address : sender_host_address,
480                 dn);
481       *calledp = TRUE;
482       if (!*optionalp)
483         {
484         if (!tlsp->peercert)
485           tlsp->peercert = X509_dup(cert);      /* record failing cert */
486         return 0;                               /* reject */
487         }
488       DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL verify failure overridden (host in "
489         "tls_try_verify_hosts)\n");
490       }
491     }
492
493 #ifndef DISABLE_EVENT
494   if (verify_event(tlsp, cert, depth, dn, calledp, optionalp, US"SSL"))
495     return 0;                           /* reject, with peercert set */
496 #endif
497
498   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL%s verify ok: depth=0 SN=%s\n",
499     *calledp ? "" : " authenticated", dn);
500   if (!*calledp) tlsp->certificate_verified = TRUE;
501   *calledp = TRUE;
502   }
503
504 return 1;   /* accept, at least for this level */
505 }
506
507 static int
508 verify_callback_client(int preverify_ok, X509_STORE_CTX *x509ctx)
509 {
510 return verify_callback(preverify_ok, x509ctx, &tls_out,
511   &client_verify_callback_called, &client_verify_optional);
512 }
513
514 static int
515 verify_callback_server(int preverify_ok, X509_STORE_CTX *x509ctx)
516 {
517 return verify_callback(preverify_ok, x509ctx, &tls_in,
518   &server_verify_callback_called, &server_verify_optional);
519 }
520
521
522 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
523
524 /* This gets called *by* the dane library verify callback, which interposes
525 itself.
526 */
527 static int
528 verify_callback_client_dane(int preverify_ok, X509_STORE_CTX * x509ctx)
529 {
530 X509 * cert = X509_STORE_CTX_get_current_cert(x509ctx);
531 uschar dn[256];
532 #ifndef DISABLE_EVENT
533 int depth = X509_STORE_CTX_get_error_depth(x509ctx);
534 BOOL dummy_called, optional = FALSE;
535 #endif
536
537 X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(cert), CS dn, sizeof(dn));
538 dn[sizeof(dn)-1] = '\0';
539
540 DEBUG(D_tls) debug_printf("verify_callback_client_dane: %s depth %d %s\n",
541   preverify_ok ? "ok":"BAD", depth, dn);
542
543 #ifndef DISABLE_EVENT
544   if (verify_event(&tls_out, cert, depth, dn,
545           &dummy_called, &optional, US"DANE"))
546     return 0;                           /* reject, with peercert set */
547 #endif
548
549 if (preverify_ok == 1)
550   tls_out.dane_verified =
551   tls_out.certificate_verified = TRUE;
552 else
553   {
554   int err = X509_STORE_CTX_get_error(x509ctx);
555   DEBUG(D_tls)
556     debug_printf(" - err %d '%s'\n", err, X509_verify_cert_error_string(err));
557   if (err == X509_V_ERR_APPLICATION_VERIFICATION)
558     preverify_ok = 1;
559   }
560 return preverify_ok;
561 }
562
563 #endif  /*EXPERIMENTAL_DANE*/
564
565
566 /*************************************************
567 *           Information callback                 *
568 *************************************************/
569
570 /* The SSL library functions call this from time to time to indicate what they
571 are doing. We copy the string to the debugging output when TLS debugging has
572 been requested.
573
574 Arguments:
575   s         the SSL connection
576   where
577   ret
578
579 Returns:    nothing
580 */
581
582 static void
583 info_callback(SSL *s, int where, int ret)
584 {
585 where = where;
586 ret = ret;
587 DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL info: %s\n", SSL_state_string_long(s));
588 }
589
590
591
592 /*************************************************
593 *                Initialize for DH               *
594 *************************************************/
595
596 /* If dhparam is set, expand it, and load up the parameters for DH encryption.
597
598 Arguments:
599   sctx      The current SSL CTX (inbound or outbound)
600   dhparam   DH parameter file or fixed parameter identity string
601   host      connected host, if client; NULL if server
602
603 Returns:    TRUE if OK (nothing to set up, or setup worked)
604 */
605
606 static BOOL
607 init_dh(SSL_CTX *sctx, uschar *dhparam, const host_item *host)
608 {
609 BIO *bio;
610 DH *dh;
611 uschar *dhexpanded;
612 const char *pem;
613
614 if (!expand_check(dhparam, US"tls_dhparam", &dhexpanded))
615   return FALSE;
616
617 if (!dhexpanded || !*dhexpanded)
618   bio = BIO_new_mem_buf(CS std_dh_prime_default(), -1);
619 else if (dhexpanded[0] == '/')
620   {
621   if (!(bio = BIO_new_file(CS dhexpanded, "r")))
622     {
623     tls_error(string_sprintf("could not read dhparams file %s", dhexpanded),
624           host, US strerror(errno));
625     return FALSE;
626     }
627   }
628 else
629   {
630   if (Ustrcmp(dhexpanded, "none") == 0)
631     {
632     DEBUG(D_tls) debug_printf("Requested no DH parameters.\n");
633     return TRUE;
634     }
635
636   if (!(pem = std_dh_prime_named(dhexpanded)))
637     {
638     tls_error(string_sprintf("Unknown standard DH prime \"%s\"", dhexpanded),
639         host, US strerror(errno));
640     return FALSE;
641     }
642   bio = BIO_new_mem_buf(CS pem, -1);
643   }
644
645 if (!(dh = PEM_read_bio_DHparams(bio, NULL, NULL, NULL)))
646   {
647   BIO_free(bio);
648   tls_error(string_sprintf("Could not read tls_dhparams \"%s\"", dhexpanded),
649       host, NULL);
650   return FALSE;
651   }
652
653 /* Even if it is larger, we silently return success rather than cause things
654  * to fail out, so that a too-large DH will not knock out all TLS; it's a
655  * debatable choice. */
656 if ((8*DH_size(dh)) > tls_dh_max_bits)
657   {
658   DEBUG(D_tls)
659     debug_printf("dhparams file %d bits, is > tls_dh_max_bits limit of %d",
660         8*DH_size(dh), tls_dh_max_bits);
661   }
662 else
663   {
664   SSL_CTX_set_tmp_dh(sctx, dh);
665   DEBUG(D_tls)
666     debug_printf("Diffie-Hellman initialized from %s with %d-bit prime\n",
667       dhexpanded ? dhexpanded : US"default", 8*DH_size(dh));
668   }
669
670 DH_free(dh);
671 BIO_free(bio);
672
673 return TRUE;
674 }
675
676
677
678
679 /*************************************************
680 *               Initialize for ECDH              *
681 *************************************************/
682
683 /* Load parameters for ECDH encryption.
684
685 For now, we stick to NIST P-256 because: it's simple and easy to configure;
686 it avoids any patent issues that might bite redistributors; despite events in
687 the news and concerns over curve choices, we're not cryptographers, we're not
688 pretending to be, and this is "good enough" to be better than no support,
689 protecting against most adversaries.  Given another year or two, there might
690 be sufficient clarity about a "right" way forward to let us make an informed
691 decision, instead of a knee-jerk reaction.
692
693 Longer-term, we should look at supporting both various named curves and
694 external files generated with "openssl ecparam", much as we do for init_dh().
695 We should also support "none" as a value, to explicitly avoid initialisation.
696
697 Patches welcome.
698
699 Arguments:
700   sctx      The current SSL CTX (inbound or outbound)
701   host      connected host, if client; NULL if server
702
703 Returns:    TRUE if OK (nothing to set up, or setup worked)
704 */
705
706 static BOOL
707 init_ecdh(SSL_CTX * sctx, host_item * host)
708 {
709 #ifdef OPENSSL_NO_ECDH
710 return TRUE;
711 #else
712
713 EC_KEY * ecdh;
714 uschar * exp_curve;
715 int nid;
716 BOOL rv;
717
718 if (host)       /* No ECDH setup for clients, only for servers */
719   return TRUE;
720
721 # ifndef EXIM_HAVE_ECDH
722 DEBUG(D_tls)
723   debug_printf("No OpenSSL API to define ECDH parameters, skipping\n");
724 return TRUE;
725 # else
726
727 if (!expand_check(tls_eccurve, US"tls_eccurve", &exp_curve))
728   return FALSE;
729 if (!exp_curve || !*exp_curve)
730   return TRUE;
731
732 #  ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_ECDH_AUTO
733 /* check if new enough library to support auto ECDH temp key parameter selection */
734 if (Ustrcmp(exp_curve, "auto") == 0)
735   {
736   DEBUG(D_tls) debug_printf(
737     "ECDH temp key parameter settings: OpenSSL 1.2+ autoselection\n");
738   SSL_CTX_set_ecdh_auto(sctx, 1);
739   return TRUE;
740   }
741 #  endif
742
743 DEBUG(D_tls) debug_printf("ECDH: curve '%s'\n", exp_curve);
744 if (  (nid = OBJ_sn2nid       (CCS exp_curve)) == NID_undef
745 #   ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_EC_NIST2NID
746    && (nid = EC_curve_nist2nid(CCS exp_curve)) == NID_undef
747 #   endif
748    )
749   {
750   tls_error(string_sprintf("Unknown curve name tls_eccurve '%s'",
751       exp_curve),
752     host, NULL);
753   return FALSE;
754   }
755
756 if (!(ecdh = EC_KEY_new_by_curve_name(nid)))
757   {
758   tls_error(US"Unable to create ec curve", host, NULL);
759   return FALSE;
760   }
761
762 /* The "tmp" in the name here refers to setting a temporary key
763 not to the stability of the interface. */
764
765 if ((rv = SSL_CTX_set_tmp_ecdh(sctx, ecdh) == 0))
766   tls_error(string_sprintf("Error enabling '%s' curve", exp_curve), host, NULL);
767 else
768   DEBUG(D_tls) debug_printf("ECDH: enabled '%s' curve\n", exp_curve);
769
770 EC_KEY_free(ecdh);
771 return !rv;
772
773 # endif /*EXIM_HAVE_ECDH*/
774 #endif /*OPENSSL_NO_ECDH*/
775 }
776
777
778
779
780 #ifndef DISABLE_OCSP
781 /*************************************************
782 *       Load OCSP information into state         *
783 *************************************************/
784 /* Called to load the server OCSP response from the given file into memory, once
785 caller has determined this is needed.  Checks validity.  Debugs a message
786 if invalid.
787
788 ASSUMES: single response, for single cert.
789
790 Arguments:
791   sctx            the SSL_CTX* to update
792   cbinfo          various parts of session state
793   expanded        the filename putatively holding an OCSP response
794
795 */
796
797 static void
798 ocsp_load_response(SSL_CTX *sctx, tls_ext_ctx_cb *cbinfo, const uschar *expanded)
799 {
800 BIO * bio;
801 OCSP_RESPONSE * resp;
802 OCSP_BASICRESP * basic_response;
803 OCSP_SINGLERESP * single_response;
804 ASN1_GENERALIZEDTIME * rev, * thisupd, * nextupd;
805 STACK_OF(X509) * sk;
806 unsigned long verify_flags;
807 int status, reason, i;
808
809 cbinfo->u_ocsp.server.file_expanded = string_copy(expanded);
810 if (cbinfo->u_ocsp.server.response)
811   {
812   OCSP_RESPONSE_free(cbinfo->u_ocsp.server.response);
813   cbinfo->u_ocsp.server.response = NULL;
814   }
815
816 if (!(bio = BIO_new_file(CS cbinfo->u_ocsp.server.file_expanded, "rb")))
817   {
818   DEBUG(D_tls) debug_printf("Failed to open OCSP response file \"%s\"\n",
819       cbinfo->u_ocsp.server.file_expanded);
820   return;
821   }
822
823 resp = d2i_OCSP_RESPONSE_bio(bio, NULL);
824 BIO_free(bio);
825 if (!resp)
826   {
827   DEBUG(D_tls) debug_printf("Error reading OCSP response.\n");
828   return;
829   }
830
831 if ((status = OCSP_response_status(resp)) != OCSP_RESPONSE_STATUS_SUCCESSFUL)
832   {
833   DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP response not valid: %s (%d)\n",
834       OCSP_response_status_str(status), status);
835   goto bad;
836   }
837
838 if (!(basic_response = OCSP_response_get1_basic(resp)))
839   {
840   DEBUG(D_tls)
841     debug_printf("OCSP response parse error: unable to extract basic response.\n");
842   goto bad;
843   }
844
845 sk = cbinfo->verify_stack;
846 verify_flags = OCSP_NOVERIFY; /* check sigs, but not purpose */
847
848 /* May need to expose ability to adjust those flags?
849 OCSP_NOSIGS OCSP_NOVERIFY OCSP_NOCHAIN OCSP_NOCHECKS OCSP_NOEXPLICIT
850 OCSP_TRUSTOTHER OCSP_NOINTERN */
851
852 /* This does a full verify on the OCSP proof before we load it for serviing
853 up; possibly overkill - just date-checks might be nice enough.
854
855 OCSP_basic_verify takes a "store" arg, but does not
856 use it for the chain verification, which is all we do
857 when OCSP_NOVERIFY is set.  The content from the wire
858 "basic_response" and a cert-stack "sk" are all that is used.
859
860 We have a stack, loaded in setup_certs() if tls_verify_certificates
861 was a file (not a directory, or "system").  It is unfortunate we
862 cannot used the connection context store, as that would neatly
863 handle the "system" case too, but there seems to be no library
864 function for getting a stack from a store.
865 We do not free the stack since it could be needed a second time for
866 SNI handling.
867
868 Seperately we might try to replace using OCSP_basic_verify() - which seems to not
869 be a public interface into the OpenSSL library (there's no manual entry) - 
870 But what with?  We also use OCSP_basic_verify in the client stapling callback.
871 And there we NEED it; we miust verify that status... unless the
872 library does it for us anyway?  */
873
874 if ((i = OCSP_basic_verify(basic_response, sk, NULL, verify_flags)) < 0)
875   {
876   DEBUG(D_tls)
877     {
878     ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
879     debug_printf("OCSP response verify failure: %s\n", US ssl_errstring);
880     }
881   goto bad;
882   }
883
884 /* Here's the simplifying assumption: there's only one response, for the
885 one certificate we use, and nothing for anything else in a chain.  If this
886 proves false, we need to extract a cert id from our issued cert
887 (tls_certificate) and use that for OCSP_resp_find_status() (which finds the
888 right cert in the stack and then calls OCSP_single_get0_status()).
889
890 I'm hoping to avoid reworking a bunch more of how we handle state here. */
891
892 if (!(single_response = OCSP_resp_get0(basic_response, 0)))
893   {
894   DEBUG(D_tls)
895     debug_printf("Unable to get first response from OCSP basic response.\n");
896   goto bad;
897   }
898
899 status = OCSP_single_get0_status(single_response, &reason, &rev, &thisupd, &nextupd);
900 if (status != V_OCSP_CERTSTATUS_GOOD)
901   {
902   DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP response bad cert status: %s (%d) %s (%d)\n",
903       OCSP_cert_status_str(status), status,
904       OCSP_crl_reason_str(reason), reason);
905   goto bad;
906   }
907
908 if (!OCSP_check_validity(thisupd, nextupd, EXIM_OCSP_SKEW_SECONDS, EXIM_OCSP_MAX_AGE))
909   {
910   DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP status invalid times.\n");
911   goto bad;
912   }
913
914 supply_response:
915   cbinfo->u_ocsp.server.response = resp;
916 return;
917
918 bad:
919   if (running_in_test_harness)
920     {
921     extern char ** environ;
922     uschar ** p;
923     if (environ) for (p = USS environ; *p != NULL; p++)
924       if (Ustrncmp(*p, "EXIM_TESTHARNESS_DISABLE_OCSPVALIDITYCHECK", 42) == 0)
925         {
926         DEBUG(D_tls) debug_printf("Supplying known bad OCSP response\n");
927         goto supply_response;
928         }
929     }
930 return;
931 }
932 #endif  /*!DISABLE_OCSP*/
933
934
935
936
937 /* Create and install a selfsigned certificate, for use in server mode */
938
939 static int
940 tls_install_selfsign(SSL_CTX * sctx)
941 {
942 X509 * x509 = NULL;
943 EVP_PKEY * pkey;
944 RSA * rsa;
945 X509_NAME * name;
946 uschar * where;
947
948 where = US"allocating pkey";
949 if (!(pkey = EVP_PKEY_new()))
950   goto err;
951
952 where = US"allocating cert";
953 if (!(x509 = X509_new()))
954   goto err;
955
956 where = US"generating pkey";
957                 /* deprecated, use RSA_generate_key_ex() */
958 if (!(rsa = RSA_generate_key(1024, RSA_F4, NULL, NULL)))
959   goto err;
960
961 where = US"assiging pkey";
962 if (!EVP_PKEY_assign_RSA(pkey, rsa))
963   goto err;
964
965 X509_set_version(x509, 2);                              /* N+1 - version 3 */
966 ASN1_INTEGER_set(X509_get_serialNumber(x509), 0);
967 X509_gmtime_adj(X509_get_notBefore(x509), 0);
968 X509_gmtime_adj(X509_get_notAfter(x509), (long)60 * 60);        /* 1 hour */
969 X509_set_pubkey(x509, pkey);
970
971 name = X509_get_subject_name(x509);
972 X509_NAME_add_entry_by_txt(name, "C",
973                           MBSTRING_ASC, CUS "UK", -1, -1, 0);
974 X509_NAME_add_entry_by_txt(name, "O",
975                           MBSTRING_ASC, CUS "Exim Developers", -1, -1, 0);
976 X509_NAME_add_entry_by_txt(name, "CN",
977                           MBSTRING_ASC, CUS smtp_active_hostname, -1, -1, 0);
978 X509_set_issuer_name(x509, name);
979
980 where = US"signing cert";
981 if (!X509_sign(x509, pkey, EVP_md5()))
982   goto err;
983
984 where = US"installing selfsign cert";
985 if (!SSL_CTX_use_certificate(sctx, x509))
986   goto err;
987
988 where = US"installing selfsign key";
989 if (!SSL_CTX_use_PrivateKey(sctx, pkey))
990   goto err;
991
992 return OK;
993
994 err:
995   (void) tls_error(where, NULL, NULL);
996   if (x509) X509_free(x509);
997   if (pkey) EVP_PKEY_free(pkey);
998   return DEFER;
999 }
1000
1001
1002
1003
1004 /*************************************************
1005 *        Expand key and cert file specs          *
1006 *************************************************/
1007
1008 /* Called once during tls_init and possibly again during TLS setup, for a
1009 new context, if Server Name Indication was used and tls_sni was seen in
1010 the certificate string.
1011
1012 Arguments:
1013   sctx            the SSL_CTX* to update
1014   cbinfo          various parts of session state
1015
1016 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1017 */
1018
1019 static int
1020 tls_expand_session_files(SSL_CTX *sctx, tls_ext_ctx_cb *cbinfo)
1021 {
1022 uschar *expanded;
1023
1024 if (!cbinfo->certificate)
1025   {
1026   if (cbinfo->host)                     /* client */
1027     return OK;
1028                                         /* server */
1029   if (tls_install_selfsign(sctx) != OK)
1030     return DEFER;
1031   }
1032 else
1033   {
1034   if (Ustrstr(cbinfo->certificate, US"tls_sni") ||
1035       Ustrstr(cbinfo->certificate, US"tls_in_sni") ||
1036       Ustrstr(cbinfo->certificate, US"tls_out_sni")
1037      )
1038     reexpand_tls_files_for_sni = TRUE;
1039
1040   if (!expand_check(cbinfo->certificate, US"tls_certificate", &expanded))
1041     return DEFER;
1042
1043   if (expanded != NULL)
1044     {
1045     DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_certificate file %s\n", expanded);
1046     if (!SSL_CTX_use_certificate_chain_file(sctx, CS expanded))
1047       return tls_error(string_sprintf(
1048         "SSL_CTX_use_certificate_chain_file file=%s", expanded),
1049           cbinfo->host, NULL);
1050     }
1051
1052   if (cbinfo->privatekey != NULL &&
1053       !expand_check(cbinfo->privatekey, US"tls_privatekey", &expanded))
1054     return DEFER;
1055
1056   /* If expansion was forced to fail, key_expanded will be NULL. If the result
1057   of the expansion is an empty string, ignore it also, and assume the private
1058   key is in the same file as the certificate. */
1059
1060   if (expanded && *expanded)
1061     {
1062     DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_privatekey file %s\n", expanded);
1063     if (!SSL_CTX_use_PrivateKey_file(sctx, CS expanded, SSL_FILETYPE_PEM))
1064       return tls_error(string_sprintf(
1065         "SSL_CTX_use_PrivateKey_file file=%s", expanded), cbinfo->host, NULL);
1066     }
1067   }
1068
1069 #ifndef DISABLE_OCSP
1070 if (cbinfo->is_server && cbinfo->u_ocsp.server.file)
1071   {
1072   if (!expand_check(cbinfo->u_ocsp.server.file, US"tls_ocsp_file", &expanded))
1073     return DEFER;
1074
1075   if (expanded && *expanded)
1076     {
1077     DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_ocsp_file %s\n", expanded);
1078     if (  cbinfo->u_ocsp.server.file_expanded
1079        && (Ustrcmp(expanded, cbinfo->u_ocsp.server.file_expanded) == 0))
1080       {
1081       DEBUG(D_tls) debug_printf(" - value unchanged, using existing values\n");
1082       }
1083     else
1084       ocsp_load_response(sctx, cbinfo, expanded);
1085     }
1086   }
1087 #endif
1088
1089 return OK;
1090 }
1091
1092
1093
1094
1095 /*************************************************
1096 *            Callback to handle SNI              *
1097 *************************************************/
1098
1099 /* Called when acting as server during the TLS session setup if a Server Name
1100 Indication extension was sent by the client.
1101
1102 API documentation is OpenSSL s_server.c implementation.
1103
1104 Arguments:
1105   s               SSL* of the current session
1106   ad              unknown (part of OpenSSL API) (unused)
1107   arg             Callback of "our" registered data
1108
1109 Returns:          SSL_TLSEXT_ERR_{OK,ALERT_WARNING,ALERT_FATAL,NOACK}
1110 */
1111
1112 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
1113 static int
1114 tls_servername_cb(SSL *s, int *ad ARG_UNUSED, void *arg)
1115 {
1116 const char *servername = SSL_get_servername(s, TLSEXT_NAMETYPE_host_name);
1117 tls_ext_ctx_cb *cbinfo = (tls_ext_ctx_cb *) arg;
1118 int rc;
1119 int old_pool = store_pool;
1120
1121 if (!servername)
1122   return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
1123
1124 DEBUG(D_tls) debug_printf("Received TLS SNI \"%s\"%s\n", servername,
1125     reexpand_tls_files_for_sni ? "" : " (unused for certificate selection)");
1126
1127 /* Make the extension value available for expansion */
1128 store_pool = POOL_PERM;
1129 tls_in.sni = string_copy(US servername);
1130 store_pool = old_pool;
1131
1132 if (!reexpand_tls_files_for_sni)
1133   return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
1134
1135 /* Can't find an SSL_CTX_clone() or equivalent, so we do it manually;
1136 not confident that memcpy wouldn't break some internal reference counting.
1137 Especially since there's a references struct member, which would be off. */
1138
1139 if (!(server_sni = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method())))
1140   {
1141   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
1142   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_CTX_new() failed: %s\n", ssl_errstring);
1143   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
1144   }
1145
1146 /* Not sure how many of these are actually needed, since SSL object
1147 already exists.  Might even need this selfsame callback, for reneg? */
1148
1149 SSL_CTX_set_info_callback(server_sni, SSL_CTX_get_info_callback(server_ctx));
1150 SSL_CTX_set_mode(server_sni, SSL_CTX_get_mode(server_ctx));
1151 SSL_CTX_set_options(server_sni, SSL_CTX_get_options(server_ctx));
1152 SSL_CTX_set_timeout(server_sni, SSL_CTX_get_timeout(server_ctx));
1153 SSL_CTX_set_tlsext_servername_callback(server_sni, tls_servername_cb);
1154 SSL_CTX_set_tlsext_servername_arg(server_sni, cbinfo);
1155
1156 if (  !init_dh(server_sni, cbinfo->dhparam, NULL)
1157    || !init_ecdh(server_sni, NULL)
1158    )
1159   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
1160
1161 if (cbinfo->server_cipher_list)
1162   SSL_CTX_set_cipher_list(server_sni, CS cbinfo->server_cipher_list);
1163 #ifndef DISABLE_OCSP
1164 if (cbinfo->u_ocsp.server.file)
1165   {
1166   SSL_CTX_set_tlsext_status_cb(server_sni, tls_server_stapling_cb);
1167   SSL_CTX_set_tlsext_status_arg(server_sni, cbinfo);
1168   }
1169 #endif
1170
1171 if ((rc = setup_certs(server_sni, tls_verify_certificates, tls_crl, NULL, FALSE,
1172                       verify_callback_server)) != OK)
1173   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
1174
1175 /* do this after setup_certs, because this can require the certs for verifying
1176 OCSP information. */
1177 if ((rc = tls_expand_session_files(server_sni, cbinfo)) != OK)
1178   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
1179
1180 DEBUG(D_tls) debug_printf("Switching SSL context.\n");
1181 SSL_set_SSL_CTX(s, server_sni);
1182
1183 return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
1184 }
1185 #endif /* EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT */
1186
1187
1188
1189
1190 #ifndef DISABLE_OCSP
1191
1192 /*************************************************
1193 *        Callback to handle OCSP Stapling        *
1194 *************************************************/
1195
1196 /* Called when acting as server during the TLS session setup if the client
1197 requests OCSP information with a Certificate Status Request.
1198
1199 Documentation via openssl s_server.c and the Apache patch from the OpenSSL
1200 project.
1201
1202 */
1203
1204 static int
1205 tls_server_stapling_cb(SSL *s, void *arg)
1206 {
1207 const tls_ext_ctx_cb *cbinfo = (tls_ext_ctx_cb *) arg;
1208 uschar *response_der;
1209 int response_der_len;
1210
1211 DEBUG(D_tls)
1212   debug_printf("Received TLS status request (OCSP stapling); %s response\n",
1213     cbinfo->u_ocsp.server.response ? "have" : "lack");
1214
1215 tls_in.ocsp = OCSP_NOT_RESP;
1216 if (!cbinfo->u_ocsp.server.response)
1217   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
1218
1219 response_der = NULL;
1220 response_der_len = i2d_OCSP_RESPONSE(cbinfo->u_ocsp.server.response,
1221                       &response_der);
1222 if (response_der_len <= 0)
1223   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
1224
1225 SSL_set_tlsext_status_ocsp_resp(server_ssl, response_der, response_der_len);
1226 tls_in.ocsp = OCSP_VFIED;
1227 return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
1228 }
1229
1230
1231 static void
1232 time_print(BIO * bp, const char * str, ASN1_GENERALIZEDTIME * time)
1233 {
1234 BIO_printf(bp, "\t%s: ", str);
1235 ASN1_GENERALIZEDTIME_print(bp, time);
1236 BIO_puts(bp, "\n");
1237 }
1238
1239 static int
1240 tls_client_stapling_cb(SSL *s, void *arg)
1241 {
1242 tls_ext_ctx_cb * cbinfo = arg;
1243 const unsigned char * p;
1244 int len;
1245 OCSP_RESPONSE * rsp;
1246 OCSP_BASICRESP * bs;
1247 int i;
1248
1249 DEBUG(D_tls) debug_printf("Received TLS status response (OCSP stapling):");
1250 len = SSL_get_tlsext_status_ocsp_resp(s, &p);
1251 if(!p)
1252  {
1253   /* Expect this when we requested ocsp but got none */
1254   if (cbinfo->u_ocsp.client.verify_required && LOGGING(tls_cipher))
1255     log_write(0, LOG_MAIN, "Received TLS status callback, null content");
1256   else
1257     DEBUG(D_tls) debug_printf(" null\n");
1258   return cbinfo->u_ocsp.client.verify_required ? 0 : 1;
1259  }
1260
1261 if(!(rsp = d2i_OCSP_RESPONSE(NULL, &p, len)))
1262  {
1263   tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
1264   if (LOGGING(tls_cipher))
1265     log_write(0, LOG_MAIN, "Received TLS cert status response, parse error");
1266   else
1267     DEBUG(D_tls) debug_printf(" parse error\n");
1268   return 0;
1269  }
1270
1271 if(!(bs = OCSP_response_get1_basic(rsp)))
1272   {
1273   tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
1274   if (LOGGING(tls_cipher))
1275     log_write(0, LOG_MAIN, "Received TLS cert status response, error parsing response");
1276   else
1277     DEBUG(D_tls) debug_printf(" error parsing response\n");
1278   OCSP_RESPONSE_free(rsp);
1279   return 0;
1280   }
1281
1282 /* We'd check the nonce here if we'd put one in the request. */
1283 /* However that would defeat cacheability on the server so we don't. */
1284
1285 /* This section of code reworked from OpenSSL apps source;
1286    The OpenSSL Project retains copyright:
1287    Copyright (c) 1999 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
1288 */
1289   {
1290     BIO * bp = NULL;
1291     int status, reason;
1292     ASN1_GENERALIZEDTIME *rev, *thisupd, *nextupd;
1293
1294     DEBUG(D_tls) bp = BIO_new_fp(stderr, BIO_NOCLOSE);
1295
1296     /*OCSP_RESPONSE_print(bp, rsp, 0);   extreme debug: stapling content */
1297
1298     /* Use the chain that verified the server cert to verify the stapled info */
1299     /* DEBUG(D_tls) x509_store_dump_cert_s_names(cbinfo->u_ocsp.client.verify_store); */
1300
1301     if ((i = OCSP_basic_verify(bs, cbinfo->verify_stack,
1302               cbinfo->u_ocsp.client.verify_store, 0)) <= 0)
1303       {
1304       tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
1305       if (LOGGING(tls_cipher))
1306         log_write(0, LOG_MAIN, "Received TLS cert status response, itself unverifiable");
1307       BIO_printf(bp, "OCSP response verify failure\n");
1308       ERR_print_errors(bp);
1309       goto failed;
1310       }
1311
1312     BIO_printf(bp, "OCSP response well-formed and signed OK\n");
1313
1314     /*XXX So we have a good stapled OCSP status.  How do we know
1315     it is for the cert of interest?  OpenSSL 1.1.0 has a routine
1316     OCSP_resp_find_status() which matches on a cert id, which presumably
1317     we should use. Making an id needs OCSP_cert_id_new(), which takes
1318     issuerName, issuerKey, serialNumber.  Are they all in the cert?
1319
1320     For now, carry on blindly accepting the resp. */
1321
1322       {
1323       OCSP_SINGLERESP * single;
1324
1325 #ifdef EXIM_HAVE_OCSP_RESP_COUNT
1326       if (OCSP_resp_count(bs) != 1)
1327 #else
1328       STACK_OF(OCSP_SINGLERESP) * sresp = bs->tbsResponseData->responses;
1329       if (sk_OCSP_SINGLERESP_num(sresp) != 1)
1330 #endif
1331         {
1332         tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
1333         log_write(0, LOG_MAIN, "OCSP stapling "
1334             "with multiple responses not handled");
1335         goto failed;
1336         }
1337       single = OCSP_resp_get0(bs, 0);
1338       status = OCSP_single_get0_status(single, &reason, &rev,
1339                   &thisupd, &nextupd);
1340       }
1341
1342     DEBUG(D_tls) time_print(bp, "This OCSP Update", thisupd);
1343     DEBUG(D_tls) if(nextupd) time_print(bp, "Next OCSP Update", nextupd);
1344     if (!OCSP_check_validity(thisupd, nextupd,
1345           EXIM_OCSP_SKEW_SECONDS, EXIM_OCSP_MAX_AGE))
1346       {
1347       tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
1348       DEBUG(D_tls) ERR_print_errors(bp);
1349       log_write(0, LOG_MAIN, "Server OSCP dates invalid");
1350       }
1351     else
1352       {
1353       DEBUG(D_tls) BIO_printf(bp, "Certificate status: %s\n",
1354                     OCSP_cert_status_str(status));
1355       switch(status)
1356         {
1357         case V_OCSP_CERTSTATUS_GOOD:
1358           tls_out.ocsp = OCSP_VFIED;
1359           i = 1;
1360           goto good;
1361         case V_OCSP_CERTSTATUS_REVOKED:
1362           tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
1363           log_write(0, LOG_MAIN, "Server certificate revoked%s%s",
1364               reason != -1 ? "; reason: " : "",
1365               reason != -1 ? OCSP_crl_reason_str(reason) : "");
1366           DEBUG(D_tls) time_print(bp, "Revocation Time", rev);
1367           break;
1368         default:
1369           tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
1370           log_write(0, LOG_MAIN,
1371               "Server certificate status unknown, in OCSP stapling");
1372           break;
1373         }
1374       }
1375   failed:
1376     i = cbinfo->u_ocsp.client.verify_required ? 0 : 1;
1377   good:
1378     BIO_free(bp);
1379   }
1380
1381 OCSP_RESPONSE_free(rsp);
1382 return i;
1383 }
1384 #endif  /*!DISABLE_OCSP*/
1385
1386
1387 /*************************************************
1388 *            Initialize for TLS                  *
1389 *************************************************/
1390
1391 /* Called from both server and client code, to do preliminary initialization
1392 of the library.  We allocate and return a context structure.
1393
1394 Arguments:
1395   ctxp            returned SSL context
1396   host            connected host, if client; NULL if server
1397   dhparam         DH parameter file
1398   certificate     certificate file
1399   privatekey      private key
1400   ocsp_file       file of stapling info (server); flag for require ocsp (client)
1401   addr            address if client; NULL if server (for some randomness)
1402   cbp             place to put allocated callback context
1403
1404 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1405 */
1406
1407 static int
1408 tls_init(SSL_CTX **ctxp, host_item *host, uschar *dhparam, uschar *certificate,
1409   uschar *privatekey,
1410 #ifndef DISABLE_OCSP
1411   uschar *ocsp_file,
1412 #endif
1413   address_item *addr, tls_ext_ctx_cb ** cbp)
1414 {
1415 long init_options;
1416 int rc;
1417 BOOL okay;
1418 tls_ext_ctx_cb * cbinfo;
1419
1420 cbinfo = store_malloc(sizeof(tls_ext_ctx_cb));
1421 cbinfo->certificate = certificate;
1422 cbinfo->privatekey = privatekey;
1423 #ifndef DISABLE_OCSP
1424 cbinfo->verify_stack = NULL;
1425 if ((cbinfo->is_server = host==NULL))
1426   {
1427   cbinfo->u_ocsp.server.file = ocsp_file;
1428   cbinfo->u_ocsp.server.file_expanded = NULL;
1429   cbinfo->u_ocsp.server.response = NULL;
1430   }
1431 else
1432   cbinfo->u_ocsp.client.verify_store = NULL;
1433 #endif
1434 cbinfo->dhparam = dhparam;
1435 cbinfo->server_cipher_list = NULL;
1436 cbinfo->host = host;
1437 #ifndef DISABLE_EVENT
1438 cbinfo->event_action = NULL;
1439 #endif
1440
1441 SSL_load_error_strings();          /* basic set up */
1442 OpenSSL_add_ssl_algorithms();
1443
1444 #ifdef EXIM_HAVE_SHA256
1445 /* SHA256 is becoming ever more popular. This makes sure it gets added to the
1446 list of available digests. */
1447 EVP_add_digest(EVP_sha256());
1448 #endif
1449
1450 /* Create a context.
1451 The OpenSSL docs in 1.0.1b have not been updated to clarify TLS variant
1452 negotiation in the different methods; as far as I can tell, the only
1453 *_{server,client}_method which allows negotiation is SSLv23, which exists even
1454 when OpenSSL is built without SSLv2 support.
1455 By disabling with openssl_options, we can let admins re-enable with the
1456 existing knob. */
1457
1458 *ctxp = SSL_CTX_new(host ? SSLv23_client_method() : SSLv23_server_method());
1459
1460 if (!*ctxp) return tls_error(US"SSL_CTX_new", host, NULL);
1461
1462 /* It turns out that we need to seed the random number generator this early in
1463 order to get the full complement of ciphers to work. It took me roughly a day
1464 of work to discover this by experiment.
1465
1466 On systems that have /dev/urandom, SSL may automatically seed itself from
1467 there. Otherwise, we have to make something up as best we can. Double check
1468 afterwards. */
1469
1470 if (!RAND_status())
1471   {
1472   randstuff r;
1473   gettimeofday(&r.tv, NULL);
1474   r.p = getpid();
1475
1476   RAND_seed((uschar *)(&r), sizeof(r));
1477   RAND_seed((uschar *)big_buffer, big_buffer_size);
1478   if (addr != NULL) RAND_seed((uschar *)addr, sizeof(addr));
1479
1480   if (!RAND_status())
1481     return tls_error(US"RAND_status", host,
1482       US"unable to seed random number generator");
1483   }
1484
1485 /* Set up the information callback, which outputs if debugging is at a suitable
1486 level. */
1487
1488 DEBUG(D_tls) SSL_CTX_set_info_callback(*ctxp, (void (*)())info_callback);
1489
1490 /* Automatically re-try reads/writes after renegotiation. */
1491 (void) SSL_CTX_set_mode(*ctxp, SSL_MODE_AUTO_RETRY);
1492
1493 /* Apply administrator-supplied work-arounds.
1494 Historically we applied just one requested option,
1495 SSL_OP_DONT_INSERT_EMPTY_FRAGMENTS, but when bug 994 requested a second, we
1496 moved to an administrator-controlled list of options to specify and
1497 grandfathered in the first one as the default value for "openssl_options".
1498
1499 No OpenSSL version number checks: the options we accept depend upon the
1500 availability of the option value macros from OpenSSL.  */
1501
1502 okay = tls_openssl_options_parse(openssl_options, &init_options);
1503 if (!okay)
1504   return tls_error(US"openssl_options parsing failed", host, NULL);
1505
1506 if (init_options)
1507   {
1508   DEBUG(D_tls) debug_printf("setting SSL CTX options: %#lx\n", init_options);
1509   if (!(SSL_CTX_set_options(*ctxp, init_options)))
1510     return tls_error(string_sprintf(
1511           "SSL_CTX_set_option(%#lx)", init_options), host, NULL);
1512   }
1513 else
1514   DEBUG(D_tls) debug_printf("no SSL CTX options to set\n");
1515
1516 /* Initialize with DH parameters if supplied */
1517 /* Initialize ECDH temp key parameter selection */
1518
1519 if (  !init_dh(*ctxp, dhparam, host)
1520    || !init_ecdh(*ctxp, host)
1521    )
1522   return DEFER;
1523
1524 /* Set up certificate and key (and perhaps OCSP info) */
1525
1526 if ((rc = tls_expand_session_files(*ctxp, cbinfo)) != OK)
1527   return rc;
1528
1529 /* If we need to handle SNI or OCSP, do so */
1530
1531 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
1532 # ifndef DISABLE_OCSP
1533   if (!(cbinfo->verify_stack = sk_X509_new_null()))
1534     {
1535     DEBUG(D_tls) debug_printf("failed to create stack for stapling verify\n");
1536     return FAIL;
1537     }
1538 # endif
1539
1540 if (host == NULL)               /* server */
1541   {
1542 # ifndef DISABLE_OCSP
1543   /* We check u_ocsp.server.file, not server.response, because we care about if
1544   the option exists, not what the current expansion might be, as SNI might
1545   change the certificate and OCSP file in use between now and the time the
1546   callback is invoked. */
1547   if (cbinfo->u_ocsp.server.file)
1548     {
1549     SSL_CTX_set_tlsext_status_cb(server_ctx, tls_server_stapling_cb);
1550     SSL_CTX_set_tlsext_status_arg(server_ctx, cbinfo);
1551     }
1552 # endif
1553   /* We always do this, so that $tls_sni is available even if not used in
1554   tls_certificate */
1555   SSL_CTX_set_tlsext_servername_callback(*ctxp, tls_servername_cb);
1556   SSL_CTX_set_tlsext_servername_arg(*ctxp, cbinfo);
1557   }
1558 # ifndef DISABLE_OCSP
1559 else                    /* client */
1560   if(ocsp_file)         /* wanting stapling */
1561     {
1562     if (!(cbinfo->u_ocsp.client.verify_store = X509_STORE_new()))
1563       {
1564       DEBUG(D_tls) debug_printf("failed to create store for stapling verify\n");
1565       return FAIL;
1566       }
1567     SSL_CTX_set_tlsext_status_cb(*ctxp, tls_client_stapling_cb);
1568     SSL_CTX_set_tlsext_status_arg(*ctxp, cbinfo);
1569     }
1570 # endif
1571 #endif
1572
1573 cbinfo->verify_cert_hostnames = NULL;
1574
1575 #ifdef EXIM_HAVE_EPHEM_RSA_KEX
1576 /* Set up the RSA callback */
1577 SSL_CTX_set_tmp_rsa_callback(*ctxp, rsa_callback);
1578 #endif
1579
1580 /* Finally, set the timeout, and we are done */
1581
1582 SSL_CTX_set_timeout(*ctxp, ssl_session_timeout);
1583 DEBUG(D_tls) debug_printf("Initialized TLS\n");
1584
1585 *cbp = cbinfo;
1586
1587 return OK;
1588 }
1589
1590
1591
1592
1593 /*************************************************
1594 *           Get name of cipher in use            *
1595 *************************************************/
1596
1597 /*
1598 Argument:   pointer to an SSL structure for the connection
1599             buffer to use for answer
1600             size of buffer
1601             pointer to number of bits for cipher
1602 Returns:    nothing
1603 */
1604
1605 static void
1606 construct_cipher_name(SSL *ssl, uschar *cipherbuf, int bsize, int *bits)
1607 {
1608 /* With OpenSSL 1.0.0a, this needs to be const but the documentation doesn't
1609 yet reflect that.  It should be a safe change anyway, even 0.9.8 versions have
1610 the accessor functions use const in the prototype. */
1611 const SSL_CIPHER *c;
1612 const uschar *ver;
1613
1614 ver = (const uschar *)SSL_get_version(ssl);
1615
1616 c = (const SSL_CIPHER *) SSL_get_current_cipher(ssl);
1617 SSL_CIPHER_get_bits(c, bits);
1618
1619 string_format(cipherbuf, bsize, "%s:%s:%u", ver,
1620   SSL_CIPHER_get_name(c), *bits);
1621
1622 DEBUG(D_tls) debug_printf("Cipher: %s\n", cipherbuf);
1623 }
1624
1625
1626 static void
1627 peer_cert(SSL * ssl, tls_support * tlsp, uschar * peerdn, unsigned bsize)
1628 {
1629 /*XXX we might consider a list-of-certs variable for the cert chain.
1630 SSL_get_peer_cert_chain(SSL*).  We'd need a new variable type and support
1631 in list-handling functions, also consider the difference between the entire
1632 chain and the elements sent by the peer. */
1633
1634 /* Will have already noted peercert on a verify fail; possibly not the leaf */
1635 if (!tlsp->peercert)
1636   tlsp->peercert = SSL_get_peer_certificate(ssl);
1637 /* Beware anonymous ciphers which lead to server_cert being NULL */
1638 if (tlsp->peercert)
1639   {
1640   X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(tlsp->peercert), CS peerdn, bsize);
1641   peerdn[bsize-1] = '\0';
1642   tlsp->peerdn = peerdn;                /*XXX a static buffer... */
1643   }
1644 else
1645   tlsp->peerdn = NULL;
1646 }
1647
1648
1649
1650
1651
1652 /*************************************************
1653 *        Set up for verifying certificates       *
1654 *************************************************/
1655
1656 /* Load certs from file, return TRUE on success */
1657
1658 static BOOL
1659 chain_from_pem_file(const uschar * file, STACK_OF(X509) * verify_stack)
1660 {
1661 BIO * bp;
1662 X509 * x;
1663
1664 if (!(bp = BIO_new_file(CS file, "r"))) return FALSE;
1665 while ((x = PEM_read_bio_X509(bp, NULL, 0, NULL)))
1666   sk_X509_push(verify_stack, x);
1667 BIO_free(bp);
1668 return TRUE;
1669 }
1670
1671
1672
1673 /* Called by both client and server startup
1674
1675 Arguments:
1676   sctx          SSL_CTX* to initialise
1677   certs         certs file or NULL
1678   crl           CRL file or NULL
1679   host          NULL in a server; the remote host in a client
1680   optional      TRUE if called from a server for a host in tls_try_verify_hosts;
1681                 otherwise passed as FALSE
1682   cert_vfy_cb   Callback function for certificate verification
1683
1684 Returns:        OK/DEFER/FAIL
1685 */
1686
1687 static int
1688 setup_certs(SSL_CTX *sctx, uschar *certs, uschar *crl, host_item *host, BOOL optional,
1689     int (*cert_vfy_cb)(int, X509_STORE_CTX *) )
1690 {
1691 uschar *expcerts, *expcrl;
1692
1693 if (!expand_check(certs, US"tls_verify_certificates", &expcerts))
1694   return DEFER;
1695
1696 if (expcerts && *expcerts)
1697   {
1698   /* Tell the library to use its compiled-in location for the system default
1699   CA bundle. Then add the ones specified in the config, if any. */
1700
1701   if (!SSL_CTX_set_default_verify_paths(sctx))
1702     return tls_error(US"SSL_CTX_set_default_verify_paths", host, NULL);
1703
1704   if (Ustrcmp(expcerts, "system") != 0)
1705     {
1706     struct stat statbuf;
1707
1708     if (Ustat(expcerts, &statbuf) < 0)
1709       {
1710       log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
1711         "failed to stat %s for certificates", expcerts);
1712       return DEFER;
1713       }
1714     else
1715       {
1716       uschar *file, *dir;
1717       if ((statbuf.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR)
1718         { file = NULL; dir = expcerts; }
1719       else
1720         {
1721         file = expcerts; dir = NULL;
1722 #ifndef DISABLE_OCSP
1723         /* In the server if we will be offering an OCSP proof, load chain from
1724         file for verifying the OCSP proof at load time. */
1725
1726         if (  !host
1727            && statbuf.st_size > 0
1728            && server_static_cbinfo->u_ocsp.server.file
1729            && !chain_from_pem_file(file, server_static_cbinfo->verify_stack)
1730            )
1731           {
1732           log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
1733             "failed to load cert hain from %s", file);
1734           return DEFER;
1735           }
1736 #endif
1737         }
1738
1739       /* If a certificate file is empty, the next function fails with an
1740       unhelpful error message. If we skip it, we get the correct behaviour (no
1741       certificates are recognized, but the error message is still misleading (it
1742       says no certificate was supplied).  But this is better. */
1743
1744       if (  (!file || statbuf.st_size > 0)
1745          && !SSL_CTX_load_verify_locations(sctx, CS file, CS dir))
1746         return tls_error(US"SSL_CTX_load_verify_locations", host, NULL);
1747
1748       /* Load the list of CAs for which we will accept certs, for sending
1749       to the client.  This is only for the one-file tls_verify_certificates
1750       variant.
1751       If a list isn't loaded into the server, but
1752       some verify locations are set, the server end appears to make
1753       a wildcard reqest for client certs.
1754       Meanwhile, the client library as default behaviour *ignores* the list
1755       we send over the wire - see man SSL_CTX_set_client_cert_cb.
1756       Because of this, and that the dir variant is likely only used for
1757       the public-CA bundle (not for a private CA), not worth fixing.
1758       */
1759       if (file)
1760         {
1761         STACK_OF(X509_NAME) * names = SSL_load_client_CA_file(CS file);
1762
1763         DEBUG(D_tls) debug_printf("Added %d certificate authorities.\n",
1764                                     sk_X509_NAME_num(names));
1765         SSL_CTX_set_client_CA_list(sctx, names);
1766         }
1767       }
1768     }
1769
1770   /* Handle a certificate revocation list. */
1771
1772 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER > 0x00907000L
1773
1774   /* This bit of code is now the version supplied by Lars Mainka. (I have
1775   merely reformatted it into the Exim code style.)
1776
1777   "From here I changed the code to add support for multiple crl's
1778   in pem format in one file or to support hashed directory entries in
1779   pem format instead of a file. This method now uses the library function
1780   X509_STORE_load_locations to add the CRL location to the SSL context.
1781   OpenSSL will then handle the verify against CA certs and CRLs by
1782   itself in the verify callback." */
1783
1784   if (!expand_check(crl, US"tls_crl", &expcrl)) return DEFER;
1785   if (expcrl && *expcrl)
1786     {
1787     struct stat statbufcrl;
1788     if (Ustat(expcrl, &statbufcrl) < 0)
1789       {
1790       log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
1791         "failed to stat %s for certificates revocation lists", expcrl);
1792       return DEFER;
1793       }
1794     else
1795       {
1796       /* is it a file or directory? */
1797       uschar *file, *dir;
1798       X509_STORE *cvstore = SSL_CTX_get_cert_store(sctx);
1799       if ((statbufcrl.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR)
1800         {
1801         file = NULL;
1802         dir = expcrl;
1803         DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL CRL value is a directory %s\n", dir);
1804         }
1805       else
1806         {
1807         file = expcrl;
1808         dir = NULL;
1809         DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL CRL value is a file %s\n", file);
1810         }
1811       if (X509_STORE_load_locations(cvstore, CS file, CS dir) == 0)
1812         return tls_error(US"X509_STORE_load_locations", host, NULL);
1813
1814       /* setting the flags to check against the complete crl chain */
1815
1816       X509_STORE_set_flags(cvstore,
1817         X509_V_FLAG_CRL_CHECK|X509_V_FLAG_CRL_CHECK_ALL);
1818       }
1819     }
1820
1821 #endif  /* OPENSSL_VERSION_NUMBER > 0x00907000L */
1822
1823   /* If verification is optional, don't fail if no certificate */
1824
1825   SSL_CTX_set_verify(sctx,
1826     SSL_VERIFY_PEER | (optional? 0 : SSL_VERIFY_FAIL_IF_NO_PEER_CERT),
1827     cert_vfy_cb);
1828   }
1829
1830 return OK;
1831 }
1832
1833
1834
1835 /*************************************************
1836 *       Start a TLS session in a server          *
1837 *************************************************/
1838
1839 /* This is called when Exim is running as a server, after having received
1840 the STARTTLS command. It must respond to that command, and then negotiate
1841 a TLS session.
1842
1843 Arguments:
1844   require_ciphers   allowed ciphers
1845
1846 Returns:            OK on success
1847                     DEFER for errors before the start of the negotiation
1848                     FAIL for errors during the negotation; the server can't
1849                       continue running.
1850 */
1851
1852 int
1853 tls_server_start(const uschar *require_ciphers)
1854 {
1855 int rc;
1856 uschar *expciphers;
1857 tls_ext_ctx_cb *cbinfo;
1858 static uschar peerdn[256];
1859 static uschar cipherbuf[256];
1860
1861 /* Check for previous activation */
1862
1863 if (tls_in.active >= 0)
1864   {
1865   tls_error(US"STARTTLS received after TLS started", NULL, US"");
1866   smtp_printf("554 Already in TLS\r\n");
1867   return FAIL;
1868   }
1869
1870 /* Initialize the SSL library. If it fails, it will already have logged
1871 the error. */
1872
1873 rc = tls_init(&server_ctx, NULL, tls_dhparam, tls_certificate, tls_privatekey,
1874 #ifndef DISABLE_OCSP
1875     tls_ocsp_file,
1876 #endif
1877     NULL, &server_static_cbinfo);
1878 if (rc != OK) return rc;
1879 cbinfo = server_static_cbinfo;
1880
1881 if (!expand_check(require_ciphers, US"tls_require_ciphers", &expciphers))
1882   return FAIL;
1883
1884 /* In OpenSSL, cipher components are separated by hyphens. In GnuTLS, they
1885 were historically separated by underscores. So that I can use either form in my
1886 tests, and also for general convenience, we turn underscores into hyphens here.
1887 */
1888
1889 if (expciphers)
1890   {
1891   uschar * s = expciphers;
1892   while (*s != 0) { if (*s == '_') *s = '-'; s++; }
1893   DEBUG(D_tls) debug_printf("required ciphers: %s\n", expciphers);
1894   if (!SSL_CTX_set_cipher_list(server_ctx, CS expciphers))
1895     return tls_error(US"SSL_CTX_set_cipher_list", NULL, NULL);
1896   cbinfo->server_cipher_list = expciphers;
1897   }
1898
1899 /* If this is a host for which certificate verification is mandatory or
1900 optional, set up appropriately. */
1901
1902 tls_in.certificate_verified = FALSE;
1903 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
1904 tls_in.dane_verified = FALSE;
1905 #endif
1906 server_verify_callback_called = FALSE;
1907
1908 if (verify_check_host(&tls_verify_hosts) == OK)
1909   {
1910   rc = setup_certs(server_ctx, tls_verify_certificates, tls_crl, NULL,
1911                         FALSE, verify_callback_server);
1912   if (rc != OK) return rc;
1913   server_verify_optional = FALSE;
1914   }
1915 else if (verify_check_host(&tls_try_verify_hosts) == OK)
1916   {
1917   rc = setup_certs(server_ctx, tls_verify_certificates, tls_crl, NULL,
1918                         TRUE, verify_callback_server);
1919   if (rc != OK) return rc;
1920   server_verify_optional = TRUE;
1921   }
1922
1923 /* Prepare for new connection */
1924
1925 if (!(server_ssl = SSL_new(server_ctx))) return tls_error(US"SSL_new", NULL, NULL);
1926
1927 /* Warning: we used to SSL_clear(ssl) here, it was removed.
1928  *
1929  * With the SSL_clear(), we get strange interoperability bugs with
1930  * OpenSSL 1.0.1b and TLS1.1/1.2.  It looks as though this may be a bug in
1931  * OpenSSL itself, as a clear should not lead to inability to follow protocols.
1932  *
1933  * The SSL_clear() call is to let an existing SSL* be reused, typically after
1934  * session shutdown.  In this case, we have a brand new object and there's no
1935  * obvious reason to immediately clear it.  I'm guessing that this was
1936  * originally added because of incomplete initialisation which the clear fixed,
1937  * in some historic release.
1938  */
1939
1940 /* Set context and tell client to go ahead, except in the case of TLS startup
1941 on connection, where outputting anything now upsets the clients and tends to
1942 make them disconnect. We need to have an explicit fflush() here, to force out
1943 the response. Other smtp_printf() calls do not need it, because in non-TLS
1944 mode, the fflush() happens when smtp_getc() is called. */
1945
1946 SSL_set_session_id_context(server_ssl, sid_ctx, Ustrlen(sid_ctx));
1947 if (!tls_in.on_connect)
1948   {
1949   smtp_printf("220 TLS go ahead\r\n");
1950   fflush(smtp_out);
1951   }
1952
1953 /* Now negotiate the TLS session. We put our own timer on it, since it seems
1954 that the OpenSSL library doesn't. */
1955
1956 SSL_set_wfd(server_ssl, fileno(smtp_out));
1957 SSL_set_rfd(server_ssl, fileno(smtp_in));
1958 SSL_set_accept_state(server_ssl);
1959
1960 DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling SSL_accept\n");
1961
1962 sigalrm_seen = FALSE;
1963 if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(smtp_receive_timeout);
1964 rc = SSL_accept(server_ssl);
1965 alarm(0);
1966
1967 if (rc <= 0)
1968   {
1969   tls_error(US"SSL_accept", NULL, sigalrm_seen ? US"timed out" : NULL);
1970   if (ERR_get_error() == 0)
1971     log_write(0, LOG_MAIN,
1972         "TLS client disconnected cleanly (rejected our certificate?)");
1973   return FAIL;
1974   }
1975
1976 DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_accept was successful\n");
1977
1978 /* TLS has been set up. Adjust the input functions to read via TLS,
1979 and initialize things. */
1980
1981 peer_cert(server_ssl, &tls_in, peerdn, sizeof(peerdn));
1982
1983 construct_cipher_name(server_ssl, cipherbuf, sizeof(cipherbuf), &tls_in.bits);
1984 tls_in.cipher = cipherbuf;
1985
1986 DEBUG(D_tls)
1987   {
1988   uschar buf[2048];
1989   if (SSL_get_shared_ciphers(server_ssl, CS buf, sizeof(buf)) != NULL)
1990     debug_printf("Shared ciphers: %s\n", buf);
1991   }
1992
1993 /* Record the certificate we presented */
1994   {
1995   X509 * crt = SSL_get_certificate(server_ssl);
1996   tls_in.ourcert = crt ? X509_dup(crt) : NULL;
1997   }
1998
1999 /* Only used by the server-side tls (tls_in), including tls_getc.
2000    Client-side (tls_out) reads (seem to?) go via
2001    smtp_read_response()/ip_recv().
2002    Hence no need to duplicate for _in and _out.
2003  */
2004 ssl_xfer_buffer = store_malloc(ssl_xfer_buffer_size);
2005 ssl_xfer_buffer_lwm = ssl_xfer_buffer_hwm = 0;
2006 ssl_xfer_eof = ssl_xfer_error = 0;
2007
2008 receive_getc = tls_getc;
2009 receive_get_cache = tls_get_cache;
2010 receive_ungetc = tls_ungetc;
2011 receive_feof = tls_feof;
2012 receive_ferror = tls_ferror;
2013 receive_smtp_buffered = tls_smtp_buffered;
2014
2015 tls_in.active = fileno(smtp_out);
2016 return OK;
2017 }
2018
2019
2020
2021
2022 static int
2023 tls_client_basic_ctx_init(SSL_CTX * ctx,
2024     host_item * host, smtp_transport_options_block * ob, tls_ext_ctx_cb * cbinfo
2025                           )
2026 {
2027 int rc;
2028 /* stick to the old behaviour for compatibility if tls_verify_certificates is
2029    set but both tls_verify_hosts and tls_try_verify_hosts is not set. Check only
2030    the specified host patterns if one of them is defined */
2031
2032 if (  (  !ob->tls_verify_hosts
2033       && (!ob->tls_try_verify_hosts || !*ob->tls_try_verify_hosts)
2034       )
2035    || (verify_check_given_host(&ob->tls_verify_hosts, host) == OK)
2036    )
2037   client_verify_optional = FALSE;
2038 else if (verify_check_given_host(&ob->tls_try_verify_hosts, host) == OK)
2039   client_verify_optional = TRUE;
2040 else
2041   return OK;
2042
2043 if ((rc = setup_certs(ctx, ob->tls_verify_certificates,
2044       ob->tls_crl, host, client_verify_optional, verify_callback_client)) != OK)
2045   return rc;
2046
2047 if (verify_check_given_host(&ob->tls_verify_cert_hostnames, host) == OK)
2048   {
2049   cbinfo->verify_cert_hostnames =
2050 #ifdef SUPPORT_I18N
2051     string_domain_utf8_to_alabel(host->name, NULL);
2052 #else
2053     host->name;
2054 #endif
2055   DEBUG(D_tls) debug_printf("Cert hostname to check: \"%s\"\n",
2056                     cbinfo->verify_cert_hostnames);
2057   }
2058 return OK;
2059 }
2060
2061
2062 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
2063 static int
2064 dane_tlsa_load(SSL * ssl, host_item * host, dns_answer * dnsa)
2065 {
2066 dns_record * rr;
2067 dns_scan dnss;
2068 const char * hostnames[2] = { CS host->name, NULL };
2069 int found = 0;
2070
2071 if (DANESSL_init(ssl, NULL, hostnames) != 1)
2072   return tls_error(US"hostnames load", host, NULL);
2073
2074 for (rr = dns_next_rr(dnsa, &dnss, RESET_ANSWERS);
2075      rr;
2076      rr = dns_next_rr(dnsa, &dnss, RESET_NEXT)
2077     ) if (rr->type == T_TLSA)
2078   {
2079   const uschar * p = rr->data;
2080   uint8_t usage, selector, mtype;
2081   const char * mdname;
2082
2083   usage = *p++;
2084
2085   /* Only DANE-TA(2) and DANE-EE(3) are supported */
2086   if (usage != 2 && usage != 3) continue;
2087
2088   selector = *p++;
2089   mtype = *p++;
2090
2091   switch (mtype)
2092     {
2093     default: continue;  /* Only match-types 0, 1, 2 are supported */
2094     case 0:  mdname = NULL; break;
2095     case 1:  mdname = "sha256"; break;
2096     case 2:  mdname = "sha512"; break;
2097     }
2098
2099   found++;
2100   switch (DANESSL_add_tlsa(ssl, usage, selector, mdname, p, rr->size - 3))
2101     {
2102     default:
2103       return tls_error(US"tlsa load", host, NULL);
2104     case 0:     /* action not taken */
2105     case 1:     break;
2106     }
2107
2108   tls_out.tlsa_usage |= 1<<usage;
2109   }
2110
2111 if (found)
2112   return OK;
2113
2114 log_write(0, LOG_MAIN, "DANE error: No usable TLSA records");
2115 return DEFER;
2116 }
2117 #endif  /*EXPERIMENTAL_DANE*/
2118
2119
2120
2121 /*************************************************
2122 *    Start a TLS session in a client             *
2123 *************************************************/
2124
2125 /* Called from the smtp transport after STARTTLS has been accepted.
2126
2127 Argument:
2128   fd               the fd of the connection
2129   host             connected host (for messages)
2130   addr             the first address
2131   tb               transport (always smtp)
2132   tlsa_dnsa        tlsa lookup, if DANE, else null
2133
2134 Returns:           OK on success
2135                    FAIL otherwise - note that tls_error() will not give DEFER
2136                      because this is not a server
2137 */
2138
2139 int
2140 tls_client_start(int fd, host_item *host, address_item *addr,
2141   transport_instance *tb
2142 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
2143   , dns_answer * tlsa_dnsa
2144 #endif
2145   )
2146 {
2147 smtp_transport_options_block * ob =
2148   (smtp_transport_options_block *)tb->options_block;
2149 static uschar peerdn[256];
2150 uschar * expciphers;
2151 int rc;
2152 static uschar cipherbuf[256];
2153
2154 #ifndef DISABLE_OCSP
2155 BOOL request_ocsp = FALSE;
2156 BOOL require_ocsp = FALSE;
2157 #endif
2158
2159 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
2160 tls_out.tlsa_usage = 0;
2161 #endif
2162
2163 #ifndef DISABLE_OCSP
2164   {
2165 # ifdef EXPERIMENTAL_DANE
2166   if (  tlsa_dnsa
2167      && ob->hosts_request_ocsp[0] == '*'
2168      && ob->hosts_request_ocsp[1] == '\0'
2169      )
2170     {
2171     /* Unchanged from default.  Use a safer one under DANE */
2172     request_ocsp = TRUE;
2173     ob->hosts_request_ocsp = US"${if or { {= {0}{$tls_out_tlsa_usage}} "
2174                                       "   {= {4}{$tls_out_tlsa_usage}} } "
2175                                  " {*}{}}";
2176     }
2177 # endif
2178
2179   if ((require_ocsp =
2180         verify_check_given_host(&ob->hosts_require_ocsp, host) == OK))
2181     request_ocsp = TRUE;
2182   else
2183 # ifdef EXPERIMENTAL_DANE
2184     if (!request_ocsp)
2185 # endif
2186       request_ocsp =
2187         verify_check_given_host(&ob->hosts_request_ocsp, host) == OK;
2188   }
2189 #endif
2190
2191 rc = tls_init(&client_ctx, host, NULL,
2192     ob->tls_certificate, ob->tls_privatekey,
2193 #ifndef DISABLE_OCSP
2194     (void *)(long)request_ocsp,
2195 #endif
2196     addr, &client_static_cbinfo);
2197 if (rc != OK) return rc;
2198
2199 tls_out.certificate_verified = FALSE;
2200 client_verify_callback_called = FALSE;
2201
2202 if (!expand_check(ob->tls_require_ciphers, US"tls_require_ciphers",
2203     &expciphers))
2204   return FAIL;
2205
2206 /* In OpenSSL, cipher components are separated by hyphens. In GnuTLS, they
2207 are separated by underscores. So that I can use either form in my tests, and
2208 also for general convenience, we turn underscores into hyphens here. */
2209
2210 if (expciphers != NULL)
2211   {
2212   uschar *s = expciphers;
2213   while (*s != 0) { if (*s == '_') *s = '-'; s++; }
2214   DEBUG(D_tls) debug_printf("required ciphers: %s\n", expciphers);
2215   if (!SSL_CTX_set_cipher_list(client_ctx, CS expciphers))
2216     return tls_error(US"SSL_CTX_set_cipher_list", host, NULL);
2217   }
2218
2219 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
2220 if (tlsa_dnsa)
2221   {
2222   SSL_CTX_set_verify(client_ctx,
2223     SSL_VERIFY_PEER | SSL_VERIFY_FAIL_IF_NO_PEER_CERT,
2224     verify_callback_client_dane);
2225
2226   if (!DANESSL_library_init())
2227     return tls_error(US"library init", host, NULL);
2228   if (DANESSL_CTX_init(client_ctx) <= 0)
2229     return tls_error(US"context init", host, NULL);
2230   }
2231 else
2232
2233 #endif
2234
2235   if ((rc = tls_client_basic_ctx_init(client_ctx, host, ob, client_static_cbinfo))
2236       != OK)
2237     return rc;
2238
2239 if ((client_ssl = SSL_new(client_ctx)) == NULL)
2240   return tls_error(US"SSL_new", host, NULL);
2241 SSL_set_session_id_context(client_ssl, sid_ctx, Ustrlen(sid_ctx));
2242 SSL_set_fd(client_ssl, fd);
2243 SSL_set_connect_state(client_ssl);
2244
2245 if (ob->tls_sni)
2246   {
2247   if (!expand_check(ob->tls_sni, US"tls_sni", &tls_out.sni))
2248     return FAIL;
2249   if (tls_out.sni == NULL)
2250     {
2251     DEBUG(D_tls) debug_printf("Setting TLS SNI forced to fail, not sending\n");
2252     }
2253   else if (!Ustrlen(tls_out.sni))
2254     tls_out.sni = NULL;
2255   else
2256     {
2257 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
2258     DEBUG(D_tls) debug_printf("Setting TLS SNI \"%s\"\n", tls_out.sni);
2259     SSL_set_tlsext_host_name(client_ssl, tls_out.sni);
2260 #else
2261     log_write(0, LOG_MAIN, "SNI unusable with this OpenSSL library version; ignoring \"%s\"\n",
2262           tls_out.sni);
2263 #endif
2264     }
2265   }
2266
2267 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
2268 if (tlsa_dnsa)
2269   if ((rc = dane_tlsa_load(client_ssl, host, tlsa_dnsa)) != OK)
2270     return rc;
2271 #endif
2272
2273 #ifndef DISABLE_OCSP
2274 /* Request certificate status at connection-time.  If the server
2275 does OCSP stapling we will get the callback (set in tls_init()) */
2276 # ifdef EXPERIMENTAL_DANE
2277 if (request_ocsp)
2278   {
2279   const uschar * s;
2280   if (  ((s = ob->hosts_require_ocsp) && Ustrstr(s, US"tls_out_tlsa_usage"))
2281      || ((s = ob->hosts_request_ocsp) && Ustrstr(s, US"tls_out_tlsa_usage"))
2282      )
2283     {   /* Re-eval now $tls_out_tlsa_usage is populated.  If
2284         this means we avoid the OCSP request, we wasted the setup
2285         cost in tls_init(). */
2286     require_ocsp = verify_check_given_host(&ob->hosts_require_ocsp, host) == OK;
2287     request_ocsp = require_ocsp
2288       || verify_check_given_host(&ob->hosts_request_ocsp, host) == OK;
2289     }
2290   }
2291 # endif
2292
2293 if (request_ocsp)
2294   {
2295   SSL_set_tlsext_status_type(client_ssl, TLSEXT_STATUSTYPE_ocsp);
2296   client_static_cbinfo->u_ocsp.client.verify_required = require_ocsp;
2297   tls_out.ocsp = OCSP_NOT_RESP;
2298   }
2299 #endif
2300
2301 #ifndef DISABLE_EVENT
2302 client_static_cbinfo->event_action = tb->event_action;
2303 #endif
2304
2305 /* There doesn't seem to be a built-in timeout on connection. */
2306
2307 DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling SSL_connect\n");
2308 sigalrm_seen = FALSE;
2309 alarm(ob->command_timeout);
2310 rc = SSL_connect(client_ssl);
2311 alarm(0);
2312
2313 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
2314 if (tlsa_dnsa)
2315   DANESSL_cleanup(client_ssl);
2316 #endif
2317
2318 if (rc <= 0)
2319   return tls_error(US"SSL_connect", host, sigalrm_seen ? US"timed out" : NULL);
2320
2321 DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_connect succeeded\n");
2322
2323 peer_cert(client_ssl, &tls_out, peerdn, sizeof(peerdn));
2324
2325 construct_cipher_name(client_ssl, cipherbuf, sizeof(cipherbuf), &tls_out.bits);
2326 tls_out.cipher = cipherbuf;
2327
2328 /* Record the certificate we presented */
2329   {
2330   X509 * crt = SSL_get_certificate(client_ssl);
2331   tls_out.ourcert = crt ? X509_dup(crt) : NULL;
2332   }
2333
2334 tls_out.active = fd;
2335 return OK;
2336 }
2337
2338
2339
2340
2341
2342 /*************************************************
2343 *            TLS version of getc                 *
2344 *************************************************/
2345
2346 /* This gets the next byte from the TLS input buffer. If the buffer is empty,
2347 it refills the buffer via the SSL reading function.
2348
2349 Arguments:  none
2350 Returns:    the next character or EOF
2351
2352 Only used by the server-side TLS.
2353 */
2354
2355 int
2356 tls_getc(void)
2357 {
2358 if (ssl_xfer_buffer_lwm >= ssl_xfer_buffer_hwm)
2359   {
2360   int error;
2361   int inbytes;
2362
2363   DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling SSL_read(%p, %p, %u)\n", server_ssl,
2364     ssl_xfer_buffer, ssl_xfer_buffer_size);
2365
2366   if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(smtp_receive_timeout);
2367   inbytes = SSL_read(server_ssl, CS ssl_xfer_buffer, ssl_xfer_buffer_size);
2368   error = SSL_get_error(server_ssl, inbytes);
2369   alarm(0);
2370
2371   /* SSL_ERROR_ZERO_RETURN appears to mean that the SSL session has been
2372   closed down, not that the socket itself has been closed down. Revert to
2373   non-SSL handling. */
2374
2375   if (error == SSL_ERROR_ZERO_RETURN)
2376     {
2377     DEBUG(D_tls) debug_printf("Got SSL_ERROR_ZERO_RETURN\n");
2378
2379     receive_getc = smtp_getc;
2380     receive_get_cache = smtp_get_cache;
2381     receive_ungetc = smtp_ungetc;
2382     receive_feof = smtp_feof;
2383     receive_ferror = smtp_ferror;
2384     receive_smtp_buffered = smtp_buffered;
2385
2386     SSL_free(server_ssl);
2387     server_ssl = NULL;
2388     tls_in.active = -1;
2389     tls_in.bits = 0;
2390     tls_in.cipher = NULL;
2391     tls_in.peerdn = NULL;
2392     tls_in.sni = NULL;
2393
2394     return smtp_getc();
2395     }
2396
2397   /* Handle genuine errors */
2398
2399   else if (error == SSL_ERROR_SSL)
2400     {
2401     ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
2402     log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error (SSL_read): %s", ssl_errstring);
2403     ssl_xfer_error = 1;
2404     return EOF;
2405     }
2406
2407   else if (error != SSL_ERROR_NONE)
2408     {
2409     DEBUG(D_tls) debug_printf("Got SSL error %d\n", error);
2410     ssl_xfer_error = 1;
2411     return EOF;
2412     }
2413
2414 #ifndef DISABLE_DKIM
2415   dkim_exim_verify_feed(ssl_xfer_buffer, inbytes);
2416 #endif
2417   ssl_xfer_buffer_hwm = inbytes;
2418   ssl_xfer_buffer_lwm = 0;
2419   }
2420
2421 /* Something in the buffer; return next uschar */
2422
2423 return ssl_xfer_buffer[ssl_xfer_buffer_lwm++];
2424 }
2425
2426 void
2427 tls_get_cache()
2428 {
2429 #ifndef DISABLE_DKIM
2430 int n = ssl_xfer_buffer_hwm - ssl_xfer_buffer_lwm;
2431 if (n > 0)
2432   dkim_exim_verify_feed(ssl_xfer_buffer+ssl_xfer_buffer_lwm, n);
2433 #endif
2434 }
2435
2436
2437
2438 /*************************************************
2439 *          Read bytes from TLS channel           *
2440 *************************************************/
2441
2442 /*
2443 Arguments:
2444   buff      buffer of data
2445   len       size of buffer
2446
2447 Returns:    the number of bytes read
2448             -1 after a failed read
2449
2450 Only used by the client-side TLS.
2451 */
2452
2453 int
2454 tls_read(BOOL is_server, uschar *buff, size_t len)
2455 {
2456 SSL *ssl = is_server ? server_ssl : client_ssl;
2457 int inbytes;
2458 int error;
2459
2460 DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling SSL_read(%p, %p, %u)\n", ssl,
2461   buff, (unsigned int)len);
2462
2463 inbytes = SSL_read(ssl, CS buff, len);
2464 error = SSL_get_error(ssl, inbytes);
2465
2466 if (error == SSL_ERROR_ZERO_RETURN)
2467   {
2468   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got SSL_ERROR_ZERO_RETURN\n");
2469   return -1;
2470   }
2471 else if (error != SSL_ERROR_NONE)
2472   {
2473   return -1;
2474   }
2475
2476 return inbytes;
2477 }
2478
2479
2480
2481
2482
2483 /*************************************************
2484 *         Write bytes down TLS channel           *
2485 *************************************************/
2486
2487 /*
2488 Arguments:
2489   is_server channel specifier
2490   buff      buffer of data
2491   len       number of bytes
2492
2493 Returns:    the number of bytes after a successful write,
2494             -1 after a failed write
2495
2496 Used by both server-side and client-side TLS.
2497 */
2498
2499 int
2500 tls_write(BOOL is_server, const uschar *buff, size_t len)
2501 {
2502 int outbytes;
2503 int error;
2504 int left = len;
2505 SSL *ssl = is_server ? server_ssl : client_ssl;
2506
2507 DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_do_write(%p, %d)\n", buff, left);
2508 while (left > 0)
2509   {
2510   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_write(SSL, %p, %d)\n", buff, left);
2511   outbytes = SSL_write(ssl, CS buff, left);
2512   error = SSL_get_error(ssl, outbytes);
2513   DEBUG(D_tls) debug_printf("outbytes=%d error=%d\n", outbytes, error);
2514   switch (error)
2515     {
2516     case SSL_ERROR_SSL:
2517       ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
2518       log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error (SSL_write): %s", ssl_errstring);
2519       return -1;
2520
2521     case SSL_ERROR_NONE:
2522       left -= outbytes;
2523       buff += outbytes;
2524       break;
2525
2526     case SSL_ERROR_ZERO_RETURN:
2527       log_write(0, LOG_MAIN, "SSL channel closed on write");
2528       return -1;
2529
2530     case SSL_ERROR_SYSCALL:
2531       log_write(0, LOG_MAIN, "SSL_write: (from %s) syscall: %s",
2532         sender_fullhost ? sender_fullhost : US"<unknown>",
2533         strerror(errno));
2534       return -1;
2535
2536     default:
2537       log_write(0, LOG_MAIN, "SSL_write error %d", error);
2538       return -1;
2539     }
2540   }
2541 return len;
2542 }
2543
2544
2545
2546 /*************************************************
2547 *         Close down a TLS session               *
2548 *************************************************/
2549
2550 /* This is also called from within a delivery subprocess forked from the
2551 daemon, to shut down the TLS library, without actually doing a shutdown (which
2552 would tamper with the SSL session in the parent process).
2553
2554 Arguments:   TRUE if SSL_shutdown is to be called
2555 Returns:     nothing
2556
2557 Used by both server-side and client-side TLS.
2558 */
2559
2560 void
2561 tls_close(BOOL is_server, BOOL shutdown)
2562 {
2563 SSL **sslp = is_server ? &server_ssl : &client_ssl;
2564 int *fdp = is_server ? &tls_in.active : &tls_out.active;
2565
2566 if (*fdp < 0) return;  /* TLS was not active */
2567
2568 if (shutdown)
2569   {
2570   DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_close(): shutting down SSL\n");
2571   SSL_shutdown(*sslp);
2572   }
2573
2574 SSL_free(*sslp);
2575 *sslp = NULL;
2576
2577 *fdp = -1;
2578 }
2579
2580
2581
2582
2583 /*************************************************
2584 *  Let tls_require_ciphers be checked at startup *
2585 *************************************************/
2586
2587 /* The tls_require_ciphers option, if set, must be something which the
2588 library can parse.
2589
2590 Returns:     NULL on success, or error message
2591 */
2592
2593 uschar *
2594 tls_validate_require_cipher(void)
2595 {
2596 SSL_CTX *ctx;
2597 uschar *s, *expciphers, *err;
2598
2599 /* this duplicates from tls_init(), we need a better "init just global
2600 state, for no specific purpose" singleton function of our own */
2601
2602 SSL_load_error_strings();
2603 OpenSSL_add_ssl_algorithms();
2604 #if (OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x0090800fL) && !defined(OPENSSL_NO_SHA256)
2605 /* SHA256 is becoming ever more popular. This makes sure it gets added to the
2606 list of available digests. */
2607 EVP_add_digest(EVP_sha256());
2608 #endif
2609
2610 if (!(tls_require_ciphers && *tls_require_ciphers))
2611   return NULL;
2612
2613 if (!expand_check(tls_require_ciphers, US"tls_require_ciphers", &expciphers))
2614   return US"failed to expand tls_require_ciphers";
2615
2616 if (!(expciphers && *expciphers))
2617   return NULL;
2618
2619 /* normalisation ripped from above */
2620 s = expciphers;
2621 while (*s != 0) { if (*s == '_') *s = '-'; s++; }
2622
2623 err = NULL;
2624
2625 ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());
2626 if (!ctx)
2627   {
2628   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
2629   return string_sprintf("SSL_CTX_new() failed: %s", ssl_errstring);
2630   }
2631
2632 DEBUG(D_tls)
2633   debug_printf("tls_require_ciphers expands to \"%s\"\n", expciphers);
2634
2635 if (!SSL_CTX_set_cipher_list(ctx, CS expciphers))
2636   {
2637   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
2638   err = string_sprintf("SSL_CTX_set_cipher_list(%s) failed", expciphers);
2639   }
2640
2641 SSL_CTX_free(ctx);
2642
2643 return err;
2644 }
2645
2646
2647
2648
2649 /*************************************************
2650 *         Report the library versions.           *
2651 *************************************************/
2652
2653 /* There have historically been some issues with binary compatibility in
2654 OpenSSL libraries; if Exim (like many other applications) is built against
2655 one version of OpenSSL but the run-time linker picks up another version,
2656 it can result in serious failures, including crashing with a SIGSEGV.  So
2657 report the version found by the compiler and the run-time version.
2658
2659 Note: some OS vendors backport security fixes without changing the version
2660 number/string, and the version date remains unchanged.  The _build_ date
2661 will change, so we can more usefully assist with version diagnosis by also
2662 reporting the build date.
2663
2664 Arguments:   a FILE* to print the results to
2665 Returns:     nothing
2666 */
2667
2668 void
2669 tls_version_report(FILE *f)
2670 {
2671 fprintf(f, "Library version: OpenSSL: Compile: %s\n"
2672            "                          Runtime: %s\n"
2673            "                                 : %s\n",
2674            OPENSSL_VERSION_TEXT,
2675            SSLeay_version(SSLEAY_VERSION),
2676            SSLeay_version(SSLEAY_BUILT_ON));
2677 /* third line is 38 characters for the %s and the line is 73 chars long;
2678 the OpenSSL output includes a "built on: " prefix already. */
2679 }
2680
2681
2682
2683
2684 /*************************************************
2685 *            Random number generation            *
2686 *************************************************/
2687
2688 /* Pseudo-random number generation.  The result is not expected to be
2689 cryptographically strong but not so weak that someone will shoot themselves
2690 in the foot using it as a nonce in input in some email header scheme or
2691 whatever weirdness they'll twist this into.  The result should handle fork()
2692 and avoid repeating sequences.  OpenSSL handles that for us.
2693
2694 Arguments:
2695   max       range maximum
2696 Returns     a random number in range [0, max-1]
2697 */
2698
2699 int
2700 vaguely_random_number(int max)
2701 {
2702 unsigned int r;
2703 int i, needed_len;
2704 static pid_t pidlast = 0;
2705 pid_t pidnow;
2706 uschar *p;
2707 uschar smallbuf[sizeof(r)];
2708
2709 if (max <= 1)
2710   return 0;
2711
2712 pidnow = getpid();
2713 if (pidnow != pidlast)
2714   {
2715   /* Although OpenSSL documents that "OpenSSL makes sure that the PRNG state
2716   is unique for each thread", this doesn't apparently apply across processes,
2717   so our own warning from vaguely_random_number_fallback() applies here too.
2718   Fix per PostgreSQL. */
2719   if (pidlast != 0)
2720     RAND_cleanup();
2721   pidlast = pidnow;
2722   }
2723
2724 /* OpenSSL auto-seeds from /dev/random, etc, but this a double-check. */
2725 if (!RAND_status())
2726   {
2727   randstuff r;
2728   gettimeofday(&r.tv, NULL);
2729   r.p = getpid();
2730
2731   RAND_seed((uschar *)(&r), sizeof(r));
2732   }
2733 /* We're after pseudo-random, not random; if we still don't have enough data
2734 in the internal PRNG then our options are limited.  We could sleep and hope
2735 for entropy to come along (prayer technique) but if the system is so depleted
2736 in the first place then something is likely to just keep taking it.  Instead,
2737 we'll just take whatever little bit of pseudo-random we can still manage to
2738 get. */
2739
2740 needed_len = sizeof(r);
2741 /* Don't take 8 times more entropy than needed if int is 8 octets and we were
2742 asked for a number less than 10. */
2743 for (r = max, i = 0; r; ++i)
2744   r >>= 1;
2745 i = (i + 7) / 8;
2746 if (i < needed_len)
2747   needed_len = i;
2748
2749 #ifdef EXIM_HAVE_RAND_PSEUDO
2750 /* We do not care if crypto-strong */
2751 i = RAND_pseudo_bytes(smallbuf, needed_len);
2752 #else
2753 i = RAND_bytes(smallbuf, needed_len);
2754 #endif
2755
2756 if (i < 0)
2757   {
2758   DEBUG(D_all)
2759     debug_printf("OpenSSL RAND_pseudo_bytes() not supported by RAND method, using fallback.\n");
2760   return vaguely_random_number_fallback(max);
2761   }
2762
2763 r = 0;
2764 for (p = smallbuf; needed_len; --needed_len, ++p)
2765   {
2766   r *= 256;
2767   r += *p;
2768   }
2769
2770 /* We don't particularly care about weighted results; if someone wants
2771 smooth distribution and cares enough then they should submit a patch then. */
2772 return r % max;
2773 }
2774
2775
2776
2777
2778 /*************************************************
2779 *        OpenSSL option parse                    *
2780 *************************************************/
2781
2782 /* Parse one option for tls_openssl_options_parse below
2783
2784 Arguments:
2785   name    one option name
2786   value   place to store a value for it
2787 Returns   success or failure in parsing
2788 */
2789
2790 struct exim_openssl_option {
2791   uschar *name;
2792   long    value;
2793 };
2794 /* We could use a macro to expand, but we need the ifdef and not all the
2795 options document which version they were introduced in.  Policylet: include
2796 all options unless explicitly for DTLS, let the administrator choose which
2797 to apply.
2798
2799 This list is current as of:
2800   ==>  1.0.1b  <==
2801 Plus SSL_OP_SAFARI_ECDHE_ECDSA_BUG from 2013-June patch/discussion on openssl-dev
2802 */
2803 static struct exim_openssl_option exim_openssl_options[] = {
2804 /* KEEP SORTED ALPHABETICALLY! */
2805 #ifdef SSL_OP_ALL
2806   { US"all", SSL_OP_ALL },
2807 #endif
2808 #ifdef SSL_OP_ALLOW_UNSAFE_LEGACY_RENEGOTIATION
2809   { US"allow_unsafe_legacy_renegotiation", SSL_OP_ALLOW_UNSAFE_LEGACY_RENEGOTIATION },
2810 #endif
2811 #ifdef SSL_OP_CIPHER_SERVER_PREFERENCE
2812   { US"cipher_server_preference", SSL_OP_CIPHER_SERVER_PREFERENCE },
2813 #endif
2814 #ifdef SSL_OP_DONT_INSERT_EMPTY_FRAGMENTS
2815   { US"dont_insert_empty_fragments", SSL_OP_DONT_INSERT_EMPTY_FRAGMENTS },
2816 #endif
2817 #ifdef SSL_OP_EPHEMERAL_RSA
2818   { US"ephemeral_rsa", SSL_OP_EPHEMERAL_RSA },
2819 #endif
2820 #ifdef SSL_OP_LEGACY_SERVER_CONNECT
2821   { US"legacy_server_connect", SSL_OP_LEGACY_SERVER_CONNECT },
2822 #endif
2823 #ifdef SSL_OP_MICROSOFT_BIG_SSLV3_BUFFER
2824   { US"microsoft_big_sslv3_buffer", SSL_OP_MICROSOFT_BIG_SSLV3_BUFFER },
2825 #endif
2826 #ifdef SSL_OP_MICROSOFT_SESS_ID_BUG
2827   { US"microsoft_sess_id_bug", SSL_OP_MICROSOFT_SESS_ID_BUG },
2828 #endif
2829 #ifdef SSL_OP_MSIE_SSLV2_RSA_PADDING
2830   { US"msie_sslv2_rsa_padding", SSL_OP_MSIE_SSLV2_RSA_PADDING },
2831 #endif
2832 #ifdef SSL_OP_NETSCAPE_CHALLENGE_BUG
2833   { US"netscape_challenge_bug", SSL_OP_NETSCAPE_CHALLENGE_BUG },
2834 #endif
2835 #ifdef SSL_OP_NETSCAPE_REUSE_CIPHER_CHANGE_BUG
2836   { US"netscape_reuse_cipher_change_bug", SSL_OP_NETSCAPE_REUSE_CIPHER_CHANGE_BUG },
2837 #endif
2838 #ifdef SSL_OP_NO_COMPRESSION
2839   { US"no_compression", SSL_OP_NO_COMPRESSION },
2840 #endif
2841 #ifdef SSL_OP_NO_SESSION_RESUMPTION_ON_RENEGOTIATION
2842   { US"no_session_resumption_on_renegotiation", SSL_OP_NO_SESSION_RESUMPTION_ON_RENEGOTIATION },
2843 #endif
2844 #ifdef SSL_OP_NO_SSLv2
2845   { US"no_sslv2", SSL_OP_NO_SSLv2 },
2846 #endif
2847 #ifdef SSL_OP_NO_SSLv3
2848   { US"no_sslv3", SSL_OP_NO_SSLv3 },
2849 #endif
2850 #ifdef SSL_OP_NO_TICKET
2851   { US"no_ticket", SSL_OP_NO_TICKET },
2852 #endif
2853 #ifdef SSL_OP_NO_TLSv1
2854   { US"no_tlsv1", SSL_OP_NO_TLSv1 },
2855 #endif
2856 #ifdef SSL_OP_NO_TLSv1_1
2857 #if SSL_OP_NO_TLSv1_1 == 0x00000400L
2858   /* Error in chosen value in 1.0.1a; see first item in CHANGES for 1.0.1b */
2859 #warning OpenSSL 1.0.1a uses a bad value for SSL_OP_NO_TLSv1_1, ignoring
2860 #else
2861   { US"no_tlsv1_1", SSL_OP_NO_TLSv1_1 },
2862 #endif
2863 #endif
2864 #ifdef SSL_OP_NO_TLSv1_2
2865   { US"no_tlsv1_2", SSL_OP_NO_TLSv1_2 },
2866 #endif
2867 #ifdef SSL_OP_SAFARI_ECDHE_ECDSA_BUG
2868   { US"safari_ecdhe_ecdsa_bug", SSL_OP_SAFARI_ECDHE_ECDSA_BUG },
2869 #endif
2870 #ifdef SSL_OP_SINGLE_DH_USE
2871   { US"single_dh_use", SSL_OP_SINGLE_DH_USE },
2872 #endif
2873 #ifdef SSL_OP_SINGLE_ECDH_USE
2874   { US"single_ecdh_use", SSL_OP_SINGLE_ECDH_USE },
2875 #endif
2876 #ifdef SSL_OP_SSLEAY_080_CLIENT_DH_BUG
2877   { US"ssleay_080_client_dh_bug", SSL_OP_SSLEAY_080_CLIENT_DH_BUG },
2878 #endif
2879 #ifdef SSL_OP_SSLREF2_REUSE_CERT_TYPE_BUG
2880   { US"sslref2_reuse_cert_type_bug", SSL_OP_SSLREF2_REUSE_CERT_TYPE_BUG },
2881 #endif
2882 #ifdef SSL_OP_TLS_BLOCK_PADDING_BUG
2883   { US"tls_block_padding_bug", SSL_OP_TLS_BLOCK_PADDING_BUG },
2884 #endif
2885 #ifdef SSL_OP_TLS_D5_BUG
2886   { US"tls_d5_bug", SSL_OP_TLS_D5_BUG },
2887 #endif
2888 #ifdef SSL_OP_TLS_ROLLBACK_BUG
2889   { US"tls_rollback_bug", SSL_OP_TLS_ROLLBACK_BUG },
2890 #endif
2891 };
2892 static int exim_openssl_options_size =
2893   sizeof(exim_openssl_options)/sizeof(struct exim_openssl_option);
2894
2895
2896 static BOOL
2897 tls_openssl_one_option_parse(uschar *name, long *value)
2898 {
2899 int first = 0;
2900 int last = exim_openssl_options_size;
2901 while (last > first)
2902   {
2903   int middle = (first + last)/2;
2904   int c = Ustrcmp(name, exim_openssl_options[middle].name);
2905   if (c == 0)
2906     {
2907     *value = exim_openssl_options[middle].value;
2908     return TRUE;
2909     }
2910   else if (c > 0)
2911     first = middle + 1;
2912   else
2913     last = middle;
2914   }
2915 return FALSE;
2916 }
2917
2918
2919
2920
2921 /*************************************************
2922 *        OpenSSL option parsing logic            *
2923 *************************************************/
2924
2925 /* OpenSSL has a number of compatibility options which an administrator might
2926 reasonably wish to set.  Interpret a list similarly to decode_bits(), so that
2927 we look like log_selector.
2928
2929 Arguments:
2930   option_spec  the administrator-supplied string of options
2931   results      ptr to long storage for the options bitmap
2932 Returns        success or failure
2933 */
2934
2935 BOOL
2936 tls_openssl_options_parse(uschar *option_spec, long *results)
2937 {
2938 long result, item;
2939 uschar *s, *end;
2940 uschar keep_c;
2941 BOOL adding, item_parsed;
2942
2943 result = 0L;
2944 /* Prior to 4.80 we or'd in SSL_OP_DONT_INSERT_EMPTY_FRAGMENTS; removed
2945  * from default because it increases BEAST susceptibility. */
2946 #ifdef SSL_OP_NO_SSLv2
2947 result |= SSL_OP_NO_SSLv2;
2948 #endif
2949 #ifdef SSL_OP_SINGLE_DH_USE
2950 result |= SSL_OP_SINGLE_DH_USE;
2951 #endif
2952
2953 if (option_spec == NULL)
2954   {
2955   *results = result;
2956   return TRUE;
2957   }
2958
2959 for (s=option_spec; *s != '\0'; /**/)
2960   {
2961   while (isspace(*s)) ++s;
2962   if (*s == '\0')
2963     break;
2964   if (*s != '+' && *s != '-')
2965     {
2966     DEBUG(D_tls) debug_printf("malformed openssl option setting: "
2967         "+ or - expected but found \"%s\"\n", s);
2968     return FALSE;
2969     }
2970   adding = *s++ == '+';
2971   for (end = s; (*end != '\0') && !isspace(*end); ++end) /**/ ;
2972   keep_c = *end;
2973   *end = '\0';
2974   item_parsed = tls_openssl_one_option_parse(s, &item);
2975   *end = keep_c;
2976   if (!item_parsed)
2977     {
2978     DEBUG(D_tls) debug_printf("openssl option setting unrecognised: \"%s\"\n", s);
2979     return FALSE;
2980     }
2981   DEBUG(D_tls) debug_printf("openssl option, %s from %lx: %lx (%s)\n",
2982       adding ? "adding" : "removing", result, item, s);
2983   if (adding)
2984     result |= item;
2985   else
2986     result &= ~item;
2987   s = end;
2988   }
2989
2990 *results = result;
2991 return TRUE;
2992 }
2993
2994 /* vi: aw ai sw=2
2995 */
2996 /* End of tls-openssl.c */