c9dc4d9be02359ad29a8484d27dd485aea72f15e
[exim.git] / src / src / tls-gnu.c
1 /*************************************************
2 *     Exim - an Internet mail transport agent    *
3 *************************************************/
4
5 /* Copyright (c) University of Cambridge 1995 - 2015 */
6 /* See the file NOTICE for conditions of use and distribution. */
7
8 /* Copyright (c) Phil Pennock 2012 */
9
10 /* This file provides TLS/SSL support for Exim using the GnuTLS library,
11 one of the available supported implementations.  This file is #included into
12 tls.c when USE_GNUTLS has been set.
13
14 The code herein is a revamp of GnuTLS integration using the current APIs; the
15 original tls-gnu.c was based on a patch which was contributed by Nikos
16 Mavroyanopoulos.  The revamp is partially a rewrite, partially cut&paste as
17 appropriate.
18
19 APIs current as of GnuTLS 2.12.18; note that the GnuTLS manual is for GnuTLS 3,
20 which is not widely deployed by OS vendors.  Will note issues below, which may
21 assist in updating the code in the future.  Another sources of hints is
22 mod_gnutls for Apache (SNI callback registration and handling).
23
24 Keeping client and server variables more split than before and is currently
25 the norm, in anticipation of TLS in ACL callouts.
26
27 I wanted to switch to gnutls_certificate_set_verify_function() so that
28 certificate rejection could happen during handshake where it belongs, rather
29 than being dropped afterwards, but that was introduced in 2.10.0 and Debian
30 (6.0.5) is still on 2.8.6.  So for now we have to stick with sub-par behaviour.
31
32 (I wasn't looking for libraries quite that old, when updating to get rid of
33 compiler warnings of deprecated APIs.  If it turns out that a lot of the rest
34 require current GnuTLS, then we'll drop support for the ancient libraries).
35 */
36
37 #include <gnutls/gnutls.h>
38 /* needed for cert checks in verification and DN extraction: */
39 #include <gnutls/x509.h>
40 /* man-page is incorrect, gnutls_rnd() is not in gnutls.h: */
41 #include <gnutls/crypto.h>
42 /* needed to disable PKCS11 autoload unless requested */
43 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x020c00
44 # include <gnutls/pkcs11.h>
45 # define SUPPORT_PARAM_TO_PK_BITS
46 #endif
47 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER < 0x030103 && !defined(DISABLE_OCSP)
48 # warning "GnuTLS library version too old; define DISABLE_OCSP in Makefile"
49 # define DISABLE_OCSP
50 #endif
51 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER < 0x020a00 && !defined(DISABLE_EVENT)
52 # warning "GnuTLS library version too old; tls:cert event unsupported"
53 # define DISABLE_EVENT
54 #endif
55 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030306
56 # define SUPPORT_CA_DIR
57 #else
58 # undef  SUPPORT_CA_DIR
59 #endif
60 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030014
61 # define SUPPORT_SYSDEFAULT_CABUNDLE
62 #endif
63
64 #ifndef DISABLE_OCSP
65 # include <gnutls/ocsp.h>
66 #endif
67
68 /* GnuTLS 2 vs 3
69
70 GnuTLS 3 only:
71   gnutls_global_set_audit_log_function()
72
73 Changes:
74   gnutls_certificate_verify_peers2(): is new, drop the 2 for old version
75 */
76
77 /* Local static variables for GnuTLS */
78
79 /* Values for verify_requirement */
80
81 enum peer_verify_requirement
82   { VERIFY_NONE, VERIFY_OPTIONAL, VERIFY_REQUIRED };
83
84 /* This holds most state for server or client; with this, we can set up an
85 outbound TLS-enabled connection in an ACL callout, while not stomping all
86 over the TLS variables available for expansion.
87
88 Some of these correspond to variables in globals.c; those variables will
89 be set to point to content in one of these instances, as appropriate for
90 the stage of the process lifetime.
91
92 Not handled here: global tls_channelbinding_b64.
93 */
94
95 typedef struct exim_gnutls_state {
96   gnutls_session_t      session;
97   gnutls_certificate_credentials_t x509_cred;
98   gnutls_priority_t     priority_cache;
99   enum peer_verify_requirement verify_requirement;
100   int                   fd_in;
101   int                   fd_out;
102   BOOL                  peer_cert_verified;
103   BOOL                  trigger_sni_changes;
104   BOOL                  have_set_peerdn;
105   const struct host_item *host;
106   gnutls_x509_crt_t     peercert;
107   uschar                *peerdn;
108   uschar                *ciphersuite;
109   uschar                *received_sni;
110
111   const uschar *tls_certificate;
112   const uschar *tls_privatekey;
113   const uschar *tls_sni; /* client send only, not received */
114   const uschar *tls_verify_certificates;
115   const uschar *tls_crl;
116   const uschar *tls_require_ciphers;
117
118   uschar *exp_tls_certificate;
119   uschar *exp_tls_privatekey;
120   uschar *exp_tls_verify_certificates;
121   uschar *exp_tls_crl;
122   uschar *exp_tls_require_ciphers;
123   uschar *exp_tls_ocsp_file;
124   const uschar *exp_tls_verify_cert_hostnames;
125 #ifndef DISABLE_EVENT
126   uschar *event_action;
127 #endif
128
129   tls_support *tlsp;    /* set in tls_init() */
130
131   uschar *xfer_buffer;
132   int xfer_buffer_lwm;
133   int xfer_buffer_hwm;
134   int xfer_eof;
135   int xfer_error;
136 } exim_gnutls_state_st;
137
138 static const exim_gnutls_state_st exim_gnutls_state_init = {
139   NULL, NULL, NULL, VERIFY_NONE, -1, -1, FALSE, FALSE, FALSE,
140   NULL, NULL, NULL, NULL,
141   NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
142   NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
143   NULL,
144 #ifndef DISABLE_EVENT
145                                             NULL,
146 #endif
147   NULL,
148   NULL, 0, 0, 0, 0,
149 };
150
151 /* Not only do we have our own APIs which don't pass around state, assuming
152 it's held in globals, GnuTLS doesn't appear to let us register callback data
153 for callbacks, or as part of the session, so we have to keep a "this is the
154 context we're currently dealing with" pointer and rely upon being
155 single-threaded to keep from processing data on an inbound TLS connection while
156 talking to another TLS connection for an outbound check.  This does mean that
157 there's no way for heart-beats to be responded to, for the duration of the
158 second connection.
159 XXX But see gnutls_session_get_ptr()
160 */
161
162 static exim_gnutls_state_st state_server, state_client;
163
164 /* dh_params are initialised once within the lifetime of a process using TLS;
165 if we used TLS in a long-lived daemon, we'd have to reconsider this.  But we
166 don't want to repeat this. */
167
168 static gnutls_dh_params_t dh_server_params = NULL;
169
170 /* No idea how this value was chosen; preserving it.  Default is 3600. */
171
172 static const int ssl_session_timeout = 200;
173
174 static const char * const exim_default_gnutls_priority = "NORMAL";
175
176 /* Guard library core initialisation */
177
178 static BOOL exim_gnutls_base_init_done = FALSE;
179
180 #ifndef DISABLE_OCSP
181 static BOOL gnutls_buggy_ocsp = FALSE;
182 #endif
183
184
185 /* ------------------------------------------------------------------------ */
186 /* macros */
187
188 #define MAX_HOST_LEN 255
189
190 /* Set this to control gnutls_global_set_log_level(); values 0 to 9 will setup
191 the library logging; a value less than 0 disables the calls to set up logging
192 callbacks. */
193 #ifndef EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL
194 # define EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL -1
195 #endif
196
197 #ifndef EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS
198 # define EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS 1024
199 #endif
200
201 /* With GnuTLS 2.12.x+ we have gnutls_sec_param_to_pk_bits() with which we
202 can ask for a bit-strength.  Without that, we stick to the constant we had
203 before, for now. */
204 #ifndef EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12
205 # define EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12 1024
206 #endif
207
208 #define exim_gnutls_err_check(Label) do { \
209   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) { return tls_error((Label), gnutls_strerror(rc), host); } } while (0)
210
211 #define expand_check_tlsvar(Varname) expand_check(state->Varname, US #Varname, &state->exp_##Varname)
212
213 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x020c00
214 # define HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
215 # define HAVE_GNUTLS_SEC_PARAM_CONSTANTS
216 # define HAVE_GNUTLS_RND
217 /* The security fix we provide with the gnutls_allow_auto_pkcs11 option
218  * (4.82 PP/09) introduces a compatibility regression. The symbol simply
219  * isn't available sometimes, so this needs to become a conditional
220  * compilation; the sanest way to deal with this being a problem on
221  * older OSes is to block it in the Local/Makefile with this compiler
222  * definition  */
223 # ifndef AVOID_GNUTLS_PKCS11
224 #  define HAVE_GNUTLS_PKCS11
225 # endif /* AVOID_GNUTLS_PKCS11 */
226 #endif
227
228
229
230
231 /* ------------------------------------------------------------------------ */
232 /* Callback declarations */
233
234 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
235 static void exim_gnutls_logger_cb(int level, const char *message);
236 #endif
237
238 static int exim_sni_handling_cb(gnutls_session_t session);
239
240 #ifndef DISABLE_OCSP
241 static int server_ocsp_stapling_cb(gnutls_session_t session, void * ptr,
242   gnutls_datum_t * ocsp_response);
243 #endif
244
245
246
247 /* ------------------------------------------------------------------------ */
248 /* Static functions */
249
250 /*************************************************
251 *               Handle TLS error                 *
252 *************************************************/
253
254 /* Called from lots of places when errors occur before actually starting to do
255 the TLS handshake, that is, while the session is still in clear. Always returns
256 DEFER for a server and FAIL for a client so that most calls can use "return
257 tls_error(...)" to do this processing and then give an appropriate return. A
258 single function is used for both server and client, because it is called from
259 some shared functions.
260
261 Argument:
262   prefix    text to include in the logged error
263   msg       additional error string (may be NULL)
264             usually obtained from gnutls_strerror()
265   host      NULL if setting up a server;
266             the connected host if setting up a client
267
268 Returns:    OK/DEFER/FAIL
269 */
270
271 static int
272 tls_error(const uschar *prefix, const char *msg, const host_item *host)
273 {
274 if (host)
275   {
276   log_write(0, LOG_MAIN, "H=%s [%s] TLS error on connection (%s)%s%s",
277       host->name, host->address, prefix, msg ? ": " : "", msg ? msg : "");
278   return FAIL;
279   }
280 else
281   {
282   uschar *conn_info = smtp_get_connection_info();
283   if (Ustrncmp(conn_info, US"SMTP ", 5) == 0)
284     conn_info += 5;
285   /* I'd like to get separated H= here, but too hard for now */
286   log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error on %s (%s)%s%s",
287       conn_info, prefix, msg ? ": " : "", msg ? msg : "");
288   return DEFER;
289   }
290 }
291
292
293
294
295 /*************************************************
296 *    Deal with logging errors during I/O         *
297 *************************************************/
298
299 /* We have to get the identity of the peer from saved data.
300
301 Argument:
302   state    the current GnuTLS exim state container
303   rc       the GnuTLS error code, or 0 if it's a local error
304   when     text identifying read or write
305   text     local error text when ec is 0
306
307 Returns:   nothing
308 */
309
310 static void
311 record_io_error(exim_gnutls_state_st *state, int rc, uschar *when, uschar *text)
312 {
313 const char *msg;
314
315 if (rc == GNUTLS_E_FATAL_ALERT_RECEIVED)
316   msg = CS string_sprintf("%s: %s", US gnutls_strerror(rc),
317     US gnutls_alert_get_name(gnutls_alert_get(state->session)));
318 else
319   msg = gnutls_strerror(rc);
320
321 tls_error(when, msg, state->host);
322 }
323
324
325
326
327 /*************************************************
328 *        Set various Exim expansion vars         *
329 *************************************************/
330
331 #define exim_gnutls_cert_err(Label) \
332   do \
333     { \
334     if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) \
335       { \
336       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: cert problem: %s: %s\n", \
337         (Label), gnutls_strerror(rc)); \
338       return rc; \
339       } \
340     } while (0)
341
342 static int
343 import_cert(const gnutls_datum_t * cert, gnutls_x509_crt_t * crtp)
344 {
345 int rc;
346
347 rc = gnutls_x509_crt_init(crtp);
348 exim_gnutls_cert_err(US"gnutls_x509_crt_init (crt)");
349
350 rc = gnutls_x509_crt_import(*crtp, cert, GNUTLS_X509_FMT_DER);
351 exim_gnutls_cert_err(US"failed to import certificate [gnutls_x509_crt_import(cert)]");
352
353 return rc;
354 }
355
356 #undef exim_gnutls_cert_err
357
358
359 /* We set various Exim global variables from the state, once a session has
360 been established.  With TLS callouts, may need to change this to stack
361 variables, or just re-call it with the server state after client callout
362 has finished.
363
364 Make sure anything set here is unset in tls_getc().
365
366 Sets:
367   tls_active                fd
368   tls_bits                  strength indicator
369   tls_certificate_verified  bool indicator
370   tls_channelbinding_b64    for some SASL mechanisms
371   tls_cipher                a string
372   tls_peercert              pointer to library internal
373   tls_peerdn                a string
374   tls_sni                   a (UTF-8) string
375   tls_ourcert               pointer to library internal
376
377 Argument:
378   state      the relevant exim_gnutls_state_st *
379 */
380
381 static void
382 extract_exim_vars_from_tls_state(exim_gnutls_state_st * state)
383 {
384 gnutls_cipher_algorithm_t cipher;
385 #ifdef HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
386 int old_pool;
387 int rc;
388 gnutls_datum_t channel;
389 #endif
390 tls_support * tlsp = state->tlsp;
391
392 tlsp->active = state->fd_out;
393
394 cipher = gnutls_cipher_get(state->session);
395 /* returns size in "bytes" */
396 tlsp->bits = gnutls_cipher_get_key_size(cipher) * 8;
397
398 tlsp->cipher = state->ciphersuite;
399
400 DEBUG(D_tls) debug_printf("cipher: %s\n", state->ciphersuite);
401
402 tlsp->certificate_verified = state->peer_cert_verified;
403
404 /* note that tls_channelbinding_b64 is not saved to the spool file, since it's
405 only available for use for authenticators while this TLS session is running. */
406
407 tls_channelbinding_b64 = NULL;
408 #ifdef HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
409 channel.data = NULL;
410 channel.size = 0;
411 rc = gnutls_session_channel_binding(state->session, GNUTLS_CB_TLS_UNIQUE, &channel);
412 if (rc) {
413   DEBUG(D_tls) debug_printf("Channel binding error: %s\n", gnutls_strerror(rc));
414 } else {
415   old_pool = store_pool;
416   store_pool = POOL_PERM;
417   tls_channelbinding_b64 = b64encode(channel.data, (int)channel.size);
418   store_pool = old_pool;
419   DEBUG(D_tls) debug_printf("Have channel bindings cached for possible auth usage.\n");
420 }
421 #endif
422
423 /* peercert is set in peer_status() */
424 tlsp->peerdn = state->peerdn;
425 tlsp->sni =    state->received_sni;
426
427 /* record our certificate */
428   {
429   const gnutls_datum_t * cert = gnutls_certificate_get_ours(state->session);
430   gnutls_x509_crt_t crt;
431
432   tlsp->ourcert = cert && import_cert(cert, &crt)==0 ? crt : NULL;
433   }
434 }
435
436
437
438
439 /*************************************************
440 *            Setup up DH parameters              *
441 *************************************************/
442
443 /* Generating the D-H parameters may take a long time. They only need to
444 be re-generated every so often, depending on security policy. What we do is to
445 keep these parameters in a file in the spool directory. If the file does not
446 exist, we generate them. This means that it is easy to cause a regeneration.
447
448 The new file is written as a temporary file and renamed, so that an incomplete
449 file is never present. If two processes both compute some new parameters, you
450 waste a bit of effort, but it doesn't seem worth messing around with locking to
451 prevent this.
452
453 Returns:     OK/DEFER/FAIL
454 */
455
456 static int
457 init_server_dh(void)
458 {
459 int fd, rc;
460 unsigned int dh_bits;
461 gnutls_datum_t m;
462 uschar filename_buf[PATH_MAX];
463 uschar *filename = NULL;
464 size_t sz;
465 uschar *exp_tls_dhparam;
466 BOOL use_file_in_spool = FALSE;
467 BOOL use_fixed_file = FALSE;
468 host_item *host = NULL; /* dummy for macros */
469
470 DEBUG(D_tls) debug_printf("Initialising GnuTLS server params.\n");
471
472 rc = gnutls_dh_params_init(&dh_server_params);
473 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_init");
474
475 m.data = NULL;
476 m.size = 0;
477
478 if (!expand_check(tls_dhparam, US"tls_dhparam", &exp_tls_dhparam))
479   return DEFER;
480
481 if (!exp_tls_dhparam)
482   {
483   DEBUG(D_tls) debug_printf("Loading default hard-coded DH params\n");
484   m.data = US std_dh_prime_default();
485   m.size = Ustrlen(m.data);
486   }
487 else if (Ustrcmp(exp_tls_dhparam, "historic") == 0)
488   use_file_in_spool = TRUE;
489 else if (Ustrcmp(exp_tls_dhparam, "none") == 0)
490   {
491   DEBUG(D_tls) debug_printf("Requested no DH parameters.\n");
492   return OK;
493   }
494 else if (exp_tls_dhparam[0] != '/')
495   {
496   m.data = US std_dh_prime_named(exp_tls_dhparam);
497   if (m.data == NULL)
498     return tls_error(US"No standard prime named", CS exp_tls_dhparam, NULL);
499   m.size = Ustrlen(m.data);
500   }
501 else
502   {
503   use_fixed_file = TRUE;
504   filename = exp_tls_dhparam;
505   }
506
507 if (m.data)
508   {
509   rc = gnutls_dh_params_import_pkcs3(dh_server_params, &m, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
510   exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_import_pkcs3");
511   DEBUG(D_tls) debug_printf("Loaded fixed standard D-H parameters\n");
512   return OK;
513   }
514
515 #ifdef HAVE_GNUTLS_SEC_PARAM_CONSTANTS
516 /* If you change this constant, also change dh_param_fn_ext so that we can use a
517 different filename and ensure we have sufficient bits. */
518 dh_bits = gnutls_sec_param_to_pk_bits(GNUTLS_PK_DH, GNUTLS_SEC_PARAM_NORMAL);
519 if (!dh_bits)
520   return tls_error(US"gnutls_sec_param_to_pk_bits() failed", NULL, NULL);
521 DEBUG(D_tls)
522   debug_printf("GnuTLS tells us that for D-H PK, NORMAL is %d bits.\n",
523       dh_bits);
524 #else
525 dh_bits = EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12;
526 DEBUG(D_tls)
527   debug_printf("GnuTLS lacks gnutls_sec_param_to_pk_bits(), using %d bits.\n",
528       dh_bits);
529 #endif
530
531 /* Some clients have hard-coded limits. */
532 if (dh_bits > tls_dh_max_bits)
533   {
534   DEBUG(D_tls)
535     debug_printf("tls_dh_max_bits clamping override, using %d bits instead.\n",
536         tls_dh_max_bits);
537   dh_bits = tls_dh_max_bits;
538   }
539
540 if (use_file_in_spool)
541   {
542   if (!string_format(filename_buf, sizeof(filename_buf),
543         "%s/gnutls-params-%d", spool_directory, dh_bits))
544     return tls_error(US"overlong filename", NULL, NULL);
545   filename = filename_buf;
546   }
547
548 /* Open the cache file for reading and if successful, read it and set up the
549 parameters. */
550
551 fd = Uopen(filename, O_RDONLY, 0);
552 if (fd >= 0)
553   {
554   struct stat statbuf;
555   FILE *fp;
556   int saved_errno;
557
558   if (fstat(fd, &statbuf) < 0)  /* EIO */
559     {
560     saved_errno = errno;
561     (void)close(fd);
562     return tls_error(US"TLS cache stat failed", strerror(saved_errno), NULL);
563     }
564   if (!S_ISREG(statbuf.st_mode))
565     {
566     (void)close(fd);
567     return tls_error(US"TLS cache not a file", NULL, NULL);
568     }
569   fp = fdopen(fd, "rb");
570   if (!fp)
571     {
572     saved_errno = errno;
573     (void)close(fd);
574     return tls_error(US"fdopen(TLS cache stat fd) failed",
575         strerror(saved_errno), NULL);
576     }
577
578   m.size = statbuf.st_size;
579   m.data = malloc(m.size);
580   if (m.data == NULL)
581     {
582     fclose(fp);
583     return tls_error(US"malloc failed", strerror(errno), NULL);
584     }
585   sz = fread(m.data, m.size, 1, fp);
586   if (!sz)
587     {
588     saved_errno = errno;
589     fclose(fp);
590     free(m.data);
591     return tls_error(US"fread failed", strerror(saved_errno), NULL);
592     }
593   fclose(fp);
594
595   rc = gnutls_dh_params_import_pkcs3(dh_server_params, &m, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
596   free(m.data);
597   exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_import_pkcs3");
598   DEBUG(D_tls) debug_printf("read D-H parameters from file \"%s\"\n", filename);
599   }
600
601 /* If the file does not exist, fall through to compute new data and cache it.
602 If there was any other opening error, it is serious. */
603
604 else if (errno == ENOENT)
605   {
606   rc = -1;
607   DEBUG(D_tls)
608     debug_printf("D-H parameter cache file \"%s\" does not exist\n", filename);
609   }
610 else
611   return tls_error(string_open_failed(errno, "\"%s\" for reading", filename),
612       NULL, NULL);
613
614 /* If ret < 0, either the cache file does not exist, or the data it contains
615 is not useful. One particular case of this is when upgrading from an older
616 release of Exim in which the data was stored in a different format. We don't
617 try to be clever and support both formats; we just regenerate new data in this
618 case. */
619
620 if (rc < 0)
621   {
622   uschar *temp_fn;
623   unsigned int dh_bits_gen = dh_bits;
624
625   if ((PATH_MAX - Ustrlen(filename)) < 10)
626     return tls_error(US"Filename too long to generate replacement",
627         CS filename, NULL);
628
629   temp_fn = string_copy(US "%s.XXXXXXX");
630   fd = mkstemp(CS temp_fn); /* modifies temp_fn */
631   if (fd < 0)
632     return tls_error(US"Unable to open temp file", strerror(errno), NULL);
633   (void)fchown(fd, exim_uid, exim_gid);   /* Probably not necessary */
634
635   /* GnuTLS overshoots!
636    * If we ask for 2236, we might get 2237 or more.
637    * But there's no way to ask GnuTLS how many bits there really are.
638    * We can ask how many bits were used in a TLS session, but that's it!
639    * The prime itself is hidden behind too much abstraction.
640    * So we ask for less, and proceed on a wing and a prayer.
641    * First attempt, subtracted 3 for 2233 and got 2240.
642    */
643   if (dh_bits >= EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS + 10)
644     {
645     dh_bits_gen = dh_bits - 10;
646     DEBUG(D_tls)
647       debug_printf("being paranoid about DH generation, make it '%d' bits'\n",
648           dh_bits_gen);
649     }
650
651   DEBUG(D_tls)
652     debug_printf("requesting generation of %d bit Diffie-Hellman prime ...\n",
653         dh_bits_gen);
654   rc = gnutls_dh_params_generate2(dh_server_params, dh_bits_gen);
655   exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_generate2");
656
657   /* gnutls_dh_params_export_pkcs3() will tell us the exact size, every time,
658   and I confirmed that a NULL call to get the size first is how the GnuTLS
659   sample apps handle this. */
660
661   sz = 0;
662   m.data = NULL;
663   rc = gnutls_dh_params_export_pkcs3(dh_server_params, GNUTLS_X509_FMT_PEM,
664       m.data, &sz);
665   if (rc != GNUTLS_E_SHORT_MEMORY_BUFFER)
666     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_export_pkcs3(NULL) sizing");
667   m.size = sz;
668   m.data = malloc(m.size);
669   if (m.data == NULL)
670     return tls_error(US"memory allocation failed", strerror(errno), NULL);
671   /* this will return a size 1 less than the allocation size above */
672   rc = gnutls_dh_params_export_pkcs3(dh_server_params, GNUTLS_X509_FMT_PEM,
673       m.data, &sz);
674   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
675     {
676     free(m.data);
677     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_export_pkcs3() real");
678     }
679   m.size = sz; /* shrink by 1, probably */
680
681   sz = write_to_fd_buf(fd, m.data, (size_t) m.size);
682   if (sz != m.size)
683     {
684     free(m.data);
685     return tls_error(US"TLS cache write D-H params failed",
686         strerror(errno), NULL);
687     }
688   free(m.data);
689   sz = write_to_fd_buf(fd, US"\n", 1);
690   if (sz != 1)
691     return tls_error(US"TLS cache write D-H params final newline failed",
692         strerror(errno), NULL);
693
694   rc = close(fd);
695   if (rc)
696     return tls_error(US"TLS cache write close() failed",
697         strerror(errno), NULL);
698
699   if (Urename(temp_fn, filename) < 0)
700     return tls_error(string_sprintf("failed to rename \"%s\" as \"%s\"",
701           temp_fn, filename), strerror(errno), NULL);
702
703   DEBUG(D_tls) debug_printf("wrote D-H parameters to file \"%s\"\n", filename);
704   }
705
706 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialized server D-H parameters\n");
707 return OK;
708 }
709
710
711
712
713 /* Create and install a selfsigned certificate, for use in server mode */
714
715 static int
716 tls_install_selfsign(exim_gnutls_state_st * state)
717 {
718 gnutls_x509_crt_t cert = NULL;
719 time_t now;
720 gnutls_x509_privkey_t pkey = NULL;
721 const uschar * where;
722 int rc;
723
724 where = US"initialising pkey";
725 if ((rc = gnutls_x509_privkey_init(&pkey))) goto err;
726
727 where = US"initialising cert";
728 if ((rc = gnutls_x509_crt_init(&cert))) goto err;
729
730 where = US"generating pkey";
731 if ((rc = gnutls_x509_privkey_generate(pkey, GNUTLS_PK_RSA,
732 #ifdef SUPPORT_PARAM_TO_PK_BITS
733             gnutls_sec_param_to_pk_bits(GNUTLS_PK_RSA, GNUTLS_SEC_PARAM_LOW),
734 #else
735             1024,
736 #endif
737             0)))
738   goto err;
739
740 where = US"configuring cert";
741 now = 0;
742 if (  (rc = gnutls_x509_crt_set_version(cert, 3))
743    || (rc = gnutls_x509_crt_set_serial(cert, &now, sizeof(now)))
744    || (rc = gnutls_x509_crt_set_activation_time(cert, now = time(NULL)))
745    || (rc = gnutls_x509_crt_set_expiration_time(cert, now + 60 * 60)) /* 1 hr */
746    || (rc = gnutls_x509_crt_set_key(cert, pkey))
747
748    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
749               GNUTLS_OID_X520_COUNTRY_NAME, 0, "UK", 2))
750    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
751               GNUTLS_OID_X520_ORGANIZATION_NAME, 0, "Exim Developers", 15))
752    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
753               GNUTLS_OID_X520_COMMON_NAME, 0,
754               smtp_active_hostname, Ustrlen(smtp_active_hostname)))
755    )
756   goto err;
757
758 where = US"signing cert";
759 if ((rc = gnutls_x509_crt_sign(cert, cert, pkey))) goto err;
760
761 where = US"installing selfsign cert";
762                                         /* Since: 2.4.0 */
763 if ((rc = gnutls_certificate_set_x509_key(state->x509_cred, &cert, 1, pkey)))
764   goto err;
765
766 rc = OK;
767
768 out:
769   if (cert) gnutls_x509_crt_deinit(cert);
770   if (pkey) gnutls_x509_privkey_deinit(pkey);
771   return rc;
772
773 err:
774   rc = tls_error(where, gnutls_strerror(rc), NULL);
775   goto out;
776 }
777
778
779
780
781 /*************************************************
782 *       Variables re-expanded post-SNI           *
783 *************************************************/
784
785 /* Called from both server and client code, via tls_init(), and also from
786 the SNI callback after receiving an SNI, if tls_certificate includes "tls_sni".
787
788 We can tell the two apart by state->received_sni being non-NULL in callback.
789
790 The callback should not call us unless state->trigger_sni_changes is true,
791 which we are responsible for setting on the first pass through.
792
793 Arguments:
794   state           exim_gnutls_state_st *
795
796 Returns:          OK/DEFER/FAIL
797 */
798
799 static int
800 tls_expand_session_files(exim_gnutls_state_st *state)
801 {
802 struct stat statbuf;
803 int rc;
804 const host_item *host = state->host;  /* macro should be reconsidered? */
805 uschar *saved_tls_certificate = NULL;
806 uschar *saved_tls_privatekey = NULL;
807 uschar *saved_tls_verify_certificates = NULL;
808 uschar *saved_tls_crl = NULL;
809 int cert_count;
810
811 /* We check for tls_sni *before* expansion. */
812 if (!host)      /* server */
813   if (!state->received_sni)
814     {
815     if (state->tls_certificate &&
816         (Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_sni") ||
817          Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_in_sni") ||
818          Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_out_sni")
819        ))
820       {
821       DEBUG(D_tls) debug_printf("We will re-expand TLS session files if we receive SNI.\n");
822       state->trigger_sni_changes = TRUE;
823       }
824     }
825   else
826     {
827     /* useful for debugging */
828     saved_tls_certificate = state->exp_tls_certificate;
829     saved_tls_privatekey = state->exp_tls_privatekey;
830     saved_tls_verify_certificates = state->exp_tls_verify_certificates;
831     saved_tls_crl = state->exp_tls_crl;
832     }
833
834 rc = gnutls_certificate_allocate_credentials(&state->x509_cred);
835 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_certificate_allocate_credentials");
836
837 /* remember: expand_check_tlsvar() is expand_check() but fiddling with
838 state members, assuming consistent naming; and expand_check() returns
839 false if expansion failed, unless expansion was forced to fail. */
840
841 /* check if we at least have a certificate, before doing expensive
842 D-H generation. */
843
844 if (!expand_check_tlsvar(tls_certificate))
845   return DEFER;
846
847 /* certificate is mandatory in server, optional in client */
848
849 if (  !state->exp_tls_certificate
850    || !*state->exp_tls_certificate
851    )
852   if (!host)
853     return tls_install_selfsign(state);
854   else
855     DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: no client certificate specified; okay\n");
856
857 if (state->tls_privatekey && !expand_check_tlsvar(tls_privatekey))
858   return DEFER;
859
860 /* tls_privatekey is optional, defaulting to same file as certificate */
861
862 if (state->tls_privatekey == NULL || *state->tls_privatekey == '\0')
863   {
864   state->tls_privatekey = state->tls_certificate;
865   state->exp_tls_privatekey = state->exp_tls_certificate;
866   }
867
868
869 if (state->exp_tls_certificate && *state->exp_tls_certificate)
870   {
871   DEBUG(D_tls) debug_printf("certificate file = %s\nkey file = %s\n",
872       state->exp_tls_certificate, state->exp_tls_privatekey);
873
874   if (state->received_sni)
875     if (  Ustrcmp(state->exp_tls_certificate, saved_tls_certificate) == 0
876        && Ustrcmp(state->exp_tls_privatekey,  saved_tls_privatekey)  == 0
877        )
878       {
879       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS SNI: cert and key unchanged\n");
880       }
881     else
882       {
883       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS SNI: have a changed cert/key pair.\n");
884       }
885
886   rc = gnutls_certificate_set_x509_key_file(state->x509_cred,
887       CS state->exp_tls_certificate, CS state->exp_tls_privatekey,
888       GNUTLS_X509_FMT_PEM);
889   exim_gnutls_err_check(
890       string_sprintf("cert/key setup: cert=%s key=%s",
891         state->exp_tls_certificate, state->exp_tls_privatekey));
892   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: cert/key registered\n");
893   } /* tls_certificate */
894
895
896 /* Set the OCSP stapling server info */
897
898 #ifndef DISABLE_OCSP
899 if (  !host     /* server */
900    && tls_ocsp_file
901    )
902   {
903   if (gnutls_buggy_ocsp)
904     {
905     DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS library is buggy for OCSP; avoiding\n");
906     }
907   else
908     {
909     if (!expand_check(tls_ocsp_file, US"tls_ocsp_file",
910           &state->exp_tls_ocsp_file))
911       return DEFER;
912
913     /* Use the full callback method for stapling just to get observability.
914     More efficient would be to read the file once only, if it never changed
915     (due to SNI). Would need restart on file update, or watch datestamp.  */
916
917     gnutls_certificate_set_ocsp_status_request_function(state->x509_cred,
918       server_ocsp_stapling_cb, state->exp_tls_ocsp_file);
919
920     DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP response file = %s\n", state->exp_tls_ocsp_file);
921     }
922   }
923 #endif
924
925
926 /* Set the trusted CAs file if one is provided, and then add the CRL if one is
927 provided. Experiment shows that, if the certificate file is empty, an unhelpful
928 error message is provided. However, if we just refrain from setting anything up
929 in that case, certificate verification fails, which seems to be the correct
930 behaviour. */
931
932 if (state->tls_verify_certificates && *state->tls_verify_certificates)
933   {
934   if (!expand_check_tlsvar(tls_verify_certificates))
935     return DEFER;
936 #ifndef SUPPORT_SYSDEFAULT_CABUNDLE
937   if (Ustrcmp(state->exp_tls_verify_certificates, "system") == 0)
938     state->exp_tls_verify_certificates = NULL;
939 #endif
940   if (state->tls_crl && *state->tls_crl)
941     if (!expand_check_tlsvar(tls_crl))
942       return DEFER;
943
944   if (!(state->exp_tls_verify_certificates &&
945         *state->exp_tls_verify_certificates))
946     {
947     DEBUG(D_tls)
948       debug_printf("TLS: tls_verify_certificates expanded empty, ignoring\n");
949     /* With no tls_verify_certificates, we ignore tls_crl too */
950     return OK;
951     }
952   }
953 else
954   {
955   DEBUG(D_tls)
956     debug_printf("TLS: tls_verify_certificates not set or empty, ignoring\n");
957   return OK;
958   }
959
960 #ifdef SUPPORT_SYSDEFAULT_CABUNDLE
961 if (Ustrcmp(state->exp_tls_verify_certificates, "system") == 0)
962   cert_count = gnutls_certificate_set_x509_system_trust(state->x509_cred);
963 else
964 #endif
965   {
966   if (Ustat(state->exp_tls_verify_certificates, &statbuf) < 0)
967     {
968     log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC, "could not stat %s "
969         "(tls_verify_certificates): %s", state->exp_tls_verify_certificates,
970         strerror(errno));
971     return DEFER;
972     }
973
974 #ifndef SUPPORT_CA_DIR
975   /* The test suite passes in /dev/null; we could check for that path explicitly,
976   but who knows if someone has some weird FIFO which always dumps some certs, or
977   other weirdness.  The thing we really want to check is that it's not a
978   directory, since while OpenSSL supports that, GnuTLS does not.
979   So s/!S_ISREG/S_ISDIR/ and change some messaging ... */
980   if (S_ISDIR(statbuf.st_mode))
981     {
982     DEBUG(D_tls)
983       debug_printf("verify certificates path is a dir: \"%s\"\n",
984           state->exp_tls_verify_certificates);
985     log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
986         "tls_verify_certificates \"%s\" is a directory",
987         state->exp_tls_verify_certificates);
988     return DEFER;
989     }
990 #endif
991
992   DEBUG(D_tls) debug_printf("verify certificates = %s size=" OFF_T_FMT "\n",
993           state->exp_tls_verify_certificates, statbuf.st_size);
994
995   if (statbuf.st_size == 0)
996     {
997     DEBUG(D_tls)
998       debug_printf("cert file empty, no certs, no verification, ignoring any CRL\n");
999     return OK;
1000     }
1001
1002   cert_count =
1003
1004 #ifdef SUPPORT_CA_DIR
1005     (statbuf.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR
1006     ?
1007     gnutls_certificate_set_x509_trust_dir(state->x509_cred,
1008       CS state->exp_tls_verify_certificates, GNUTLS_X509_FMT_PEM)
1009     :
1010 #endif
1011     gnutls_certificate_set_x509_trust_file(state->x509_cred,
1012       CS state->exp_tls_verify_certificates, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
1013   }
1014
1015 if (cert_count < 0)
1016   {
1017   rc = cert_count;
1018   exim_gnutls_err_check(US"setting certificate trust");
1019   }
1020 DEBUG(D_tls) debug_printf("Added %d certificate authorities.\n", cert_count);
1021
1022 if (state->tls_crl && *state->tls_crl &&
1023     state->exp_tls_crl && *state->exp_tls_crl)
1024   {
1025   DEBUG(D_tls) debug_printf("loading CRL file = %s\n", state->exp_tls_crl);
1026   cert_count = gnutls_certificate_set_x509_crl_file(state->x509_cred,
1027       CS state->exp_tls_crl, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
1028   if (cert_count < 0)
1029     {
1030     rc = cert_count;
1031     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_certificate_set_x509_crl_file");
1032     }
1033   DEBUG(D_tls) debug_printf("Processed %d CRLs.\n", cert_count);
1034   }
1035
1036 return OK;
1037 }
1038
1039
1040
1041
1042 /*************************************************
1043 *          Set X.509 state variables             *
1044 *************************************************/
1045
1046 /* In GnuTLS, the registered cert/key are not replaced by a later
1047 set of a cert/key, so for SNI support we need a whole new x509_cred
1048 structure.  Which means various other non-re-expanded pieces of state
1049 need to be re-set in the new struct, so the setting logic is pulled
1050 out to this.
1051
1052 Arguments:
1053   state           exim_gnutls_state_st *
1054
1055 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1056 */
1057
1058 static int
1059 tls_set_remaining_x509(exim_gnutls_state_st *state)
1060 {
1061 int rc;
1062 const host_item *host = state->host;  /* macro should be reconsidered? */
1063
1064 /* Create D-H parameters, or read them from the cache file. This function does
1065 its own SMTP error messaging. This only happens for the server, TLS D-H ignores
1066 client-side params. */
1067
1068 if (!state->host)
1069   {
1070   if (!dh_server_params)
1071     {
1072     rc = init_server_dh();
1073     if (rc != OK) return rc;
1074     }
1075   gnutls_certificate_set_dh_params(state->x509_cred, dh_server_params);
1076   }
1077
1078 /* Link the credentials to the session. */
1079
1080 rc = gnutls_credentials_set(state->session, GNUTLS_CRD_CERTIFICATE, state->x509_cred);
1081 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_credentials_set");
1082
1083 return OK;
1084 }
1085
1086 /*************************************************
1087 *            Initialize for GnuTLS               *
1088 *************************************************/
1089
1090
1091 #ifndef DISABLE_OCSP
1092
1093 static BOOL
1094 tls_is_buggy_ocsp(void)
1095 {
1096 const uschar * s;
1097 uschar maj, mid, mic;
1098
1099 s = CUS gnutls_check_version(NULL);
1100 maj = atoi(CCS s);
1101 if (maj == 3)
1102   {
1103   while (*s && *s != '.') s++;
1104   mid = atoi(CCS ++s);
1105   if (mid <= 2)
1106     return TRUE;
1107   else if (mid >= 5)
1108     return FALSE;
1109   else
1110     {
1111     while (*s && *s != '.') s++;
1112     mic = atoi(CCS ++s);
1113     return mic <= (mid == 3 ? 16 : 3);
1114     }
1115   }
1116 return FALSE;
1117 }
1118
1119 #endif
1120
1121
1122 /* Called from both server and client code. In the case of a server, errors
1123 before actual TLS negotiation return DEFER.
1124
1125 Arguments:
1126   host            connected host, if client; NULL if server
1127   certificate     certificate file
1128   privatekey      private key file
1129   sni             TLS SNI to send, sometimes when client; else NULL
1130   cas             CA certs file
1131   crl             CRL file
1132   require_ciphers tls_require_ciphers setting
1133   caller_state    returned state-info structure
1134
1135 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1136 */
1137
1138 static int
1139 tls_init(
1140     const host_item *host,
1141     const uschar *certificate,
1142     const uschar *privatekey,
1143     const uschar *sni,
1144     const uschar *cas,
1145     const uschar *crl,
1146     const uschar *require_ciphers,
1147     exim_gnutls_state_st **caller_state)
1148 {
1149 exim_gnutls_state_st *state;
1150 int rc;
1151 size_t sz;
1152 const char *errpos;
1153 uschar *p;
1154 BOOL want_default_priorities;
1155
1156 if (!exim_gnutls_base_init_done)
1157   {
1158   DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS global init required.\n");
1159
1160 #ifdef HAVE_GNUTLS_PKCS11
1161   /* By default, gnutls_global_init will init PKCS11 support in auto mode,
1162   which loads modules from a config file, which sounds good and may be wanted
1163   by some sysadmin, but also means in common configurations that GNOME keyring
1164   environment variables are used and so breaks for users calling mailq.
1165   To prevent this, we init PKCS11 first, which is the documented approach. */
1166   if (!gnutls_allow_auto_pkcs11)
1167     {
1168     rc = gnutls_pkcs11_init(GNUTLS_PKCS11_FLAG_MANUAL, NULL);
1169     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_pkcs11_init");
1170     }
1171 #endif
1172
1173   rc = gnutls_global_init();
1174   exim_gnutls_err_check(US"gnutls_global_init");
1175
1176 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
1177   DEBUG(D_tls)
1178     {
1179     gnutls_global_set_log_function(exim_gnutls_logger_cb);
1180     /* arbitrarily chosen level; bump upto 9 for more */
1181     gnutls_global_set_log_level(EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL);
1182     }
1183 #endif
1184
1185 #ifndef DISABLE_OCSP
1186   if (tls_ocsp_file && (gnutls_buggy_ocsp = tls_is_buggy_ocsp()))
1187     log_write(0, LOG_MAIN, "OCSP unusable with this GnuTLS library version");
1188 #endif
1189
1190   exim_gnutls_base_init_done = TRUE;
1191   }
1192
1193 if (host)
1194   {
1195   state = &state_client;
1196   memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
1197   state->tlsp = &tls_out;
1198   DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS client session\n");
1199   rc = gnutls_init(&state->session, GNUTLS_CLIENT);
1200   }
1201 else
1202   {
1203   state = &state_server;
1204   memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
1205   state->tlsp = &tls_in;
1206   DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS server session\n");
1207   rc = gnutls_init(&state->session, GNUTLS_SERVER);
1208   }
1209 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_init");
1210
1211 state->host = host;
1212
1213 state->tls_certificate = certificate;
1214 state->tls_privatekey = privatekey;
1215 state->tls_require_ciphers = require_ciphers;
1216 state->tls_sni = sni;
1217 state->tls_verify_certificates = cas;
1218 state->tls_crl = crl;
1219
1220 /* This handles the variables that might get re-expanded after TLS SNI;
1221 that's tls_certificate, tls_privatekey, tls_verify_certificates, tls_crl */
1222
1223 DEBUG(D_tls)
1224   debug_printf("Expanding various TLS configuration options for session credentials.\n");
1225 rc = tls_expand_session_files(state);
1226 if (rc != OK) return rc;
1227
1228 /* These are all other parts of the x509_cred handling, since SNI in GnuTLS
1229 requires a new structure afterwards. */
1230
1231 rc = tls_set_remaining_x509(state);
1232 if (rc != OK) return rc;
1233
1234 /* set SNI in client, only */
1235 if (host)
1236   {
1237   if (!expand_check(sni, US"tls_out_sni", &state->tlsp->sni))
1238     return DEFER;
1239   if (state->tlsp->sni && *state->tlsp->sni)
1240     {
1241     DEBUG(D_tls)
1242       debug_printf("Setting TLS client SNI to \"%s\"\n", state->tlsp->sni);
1243     sz = Ustrlen(state->tlsp->sni);
1244     rc = gnutls_server_name_set(state->session,
1245         GNUTLS_NAME_DNS, state->tlsp->sni, sz);
1246     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_server_name_set");
1247     }
1248   }
1249 else if (state->tls_sni)
1250   DEBUG(D_tls) debug_printf("*** PROBABLY A BUG *** " \
1251       "have an SNI set for a client [%s]\n", state->tls_sni);
1252
1253 /* This is the priority string support,
1254 http://www.gnutls.org/manual/html_node/Priority-Strings.html
1255 and replaces gnutls_require_kx, gnutls_require_mac & gnutls_require_protocols.
1256 This was backwards incompatible, but means Exim no longer needs to track
1257 all algorithms and provide string forms for them. */
1258
1259 want_default_priorities = TRUE;
1260
1261 if (state->tls_require_ciphers && *state->tls_require_ciphers)
1262   {
1263   if (!expand_check_tlsvar(tls_require_ciphers))
1264     return DEFER;
1265   if (state->exp_tls_require_ciphers && *state->exp_tls_require_ciphers)
1266     {
1267     DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS session cipher/priority \"%s\"\n",
1268         state->exp_tls_require_ciphers);
1269
1270     rc = gnutls_priority_init(&state->priority_cache,
1271         CS state->exp_tls_require_ciphers, &errpos);
1272     want_default_priorities = FALSE;
1273     p = state->exp_tls_require_ciphers;
1274     }
1275   }
1276 if (want_default_priorities)
1277   {
1278   DEBUG(D_tls)
1279     debug_printf("GnuTLS using default session cipher/priority \"%s\"\n",
1280         exim_default_gnutls_priority);
1281   rc = gnutls_priority_init(&state->priority_cache,
1282       exim_default_gnutls_priority, &errpos);
1283   p = US exim_default_gnutls_priority;
1284   }
1285
1286 exim_gnutls_err_check(string_sprintf(
1287       "gnutls_priority_init(%s) failed at offset %ld, \"%.6s..\"",
1288       p, errpos - CS p, errpos));
1289
1290 rc = gnutls_priority_set(state->session, state->priority_cache);
1291 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_priority_set");
1292
1293 gnutls_db_set_cache_expiration(state->session, ssl_session_timeout);
1294
1295 /* Reduce security in favour of increased compatibility, if the admin
1296 decides to make that trade-off. */
1297 if (gnutls_compat_mode)
1298   {
1299 #if LIBGNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x020104
1300   DEBUG(D_tls) debug_printf("lowering GnuTLS security, compatibility mode\n");
1301   gnutls_session_enable_compatibility_mode(state->session);
1302 #else
1303   DEBUG(D_tls) debug_printf("Unable to set gnutls_compat_mode - GnuTLS version too old\n");
1304 #endif
1305   }
1306
1307 *caller_state = state;
1308 return OK;
1309 }
1310
1311
1312
1313 /*************************************************
1314 *            Extract peer information            *
1315 *************************************************/
1316
1317 /* Called from both server and client code.
1318 Only this is allowed to set state->peerdn and state->have_set_peerdn
1319 and we use that to detect double-calls.
1320
1321 NOTE: the state blocks last while the TLS connection is up, which is fine
1322 for logging in the server side, but for the client side, we log after teardown
1323 in src/deliver.c.  While the session is up, we can twist about states and
1324 repoint tls_* globals, but those variables used for logging or other variable
1325 expansion that happens _after_ delivery need to have a longer life-time.
1326
1327 So for those, we get the data from POOL_PERM; the re-invoke guard keeps us from
1328 doing this more than once per generation of a state context.  We set them in
1329 the state context, and repoint tls_* to them.  After the state goes away, the
1330 tls_* copies of the pointers remain valid and client delivery logging is happy.
1331
1332 tls_certificate_verified is a BOOL, so the tls_peerdn and tls_cipher issues
1333 don't apply.
1334
1335 Arguments:
1336   state           exim_gnutls_state_st *
1337
1338 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1339 */
1340
1341 static int
1342 peer_status(exim_gnutls_state_st *state)
1343 {
1344 uschar cipherbuf[256];
1345 const gnutls_datum_t *cert_list;
1346 int old_pool, rc;
1347 unsigned int cert_list_size = 0;
1348 gnutls_protocol_t protocol;
1349 gnutls_cipher_algorithm_t cipher;
1350 gnutls_kx_algorithm_t kx;
1351 gnutls_mac_algorithm_t mac;
1352 gnutls_certificate_type_t ct;
1353 gnutls_x509_crt_t crt;
1354 uschar *p, *dn_buf;
1355 size_t sz;
1356
1357 if (state->have_set_peerdn)
1358   return OK;
1359 state->have_set_peerdn = TRUE;
1360
1361 state->peerdn = NULL;
1362
1363 /* tls_cipher */
1364 cipher = gnutls_cipher_get(state->session);
1365 protocol = gnutls_protocol_get_version(state->session);
1366 mac = gnutls_mac_get(state->session);
1367 kx = gnutls_kx_get(state->session);
1368
1369 string_format(cipherbuf, sizeof(cipherbuf),
1370     "%s:%s:%d",
1371     gnutls_protocol_get_name(protocol),
1372     gnutls_cipher_suite_get_name(kx, cipher, mac),
1373     (int) gnutls_cipher_get_key_size(cipher) * 8);
1374
1375 /* I don't see a way that spaces could occur, in the current GnuTLS
1376 code base, but it was a concern in the old code and perhaps older GnuTLS
1377 releases did return "TLS 1.0"; play it safe, just in case. */
1378 for (p = cipherbuf; *p != '\0'; ++p)
1379   if (isspace(*p))
1380     *p = '-';
1381 old_pool = store_pool;
1382 store_pool = POOL_PERM;
1383 state->ciphersuite = string_copy(cipherbuf);
1384 store_pool = old_pool;
1385 state->tlsp->cipher = state->ciphersuite;
1386
1387 /* tls_peerdn */
1388 cert_list = gnutls_certificate_get_peers(state->session, &cert_list_size);
1389
1390 if (cert_list == NULL || cert_list_size == 0)
1391   {
1392   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: no certificate from peer (%p & %d)\n",
1393       cert_list, cert_list_size);
1394   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1395     return tls_error(US"certificate verification failed",
1396         "no certificate received from peer", state->host);
1397   return OK;
1398   }
1399
1400 ct = gnutls_certificate_type_get(state->session);
1401 if (ct != GNUTLS_CRT_X509)
1402   {
1403   const char *ctn = gnutls_certificate_type_get_name(ct);
1404   DEBUG(D_tls)
1405     debug_printf("TLS: peer cert not X.509 but instead \"%s\"\n", ctn);
1406   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1407     return tls_error(US"certificate verification not possible, unhandled type",
1408         ctn, state->host);
1409   return OK;
1410   }
1411
1412 #define exim_gnutls_peer_err(Label) \
1413   do { \
1414     if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) \
1415       { \
1416       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: peer cert problem: %s: %s\n", \
1417         (Label), gnutls_strerror(rc)); \
1418       if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED) \
1419         return tls_error((Label), gnutls_strerror(rc), state->host); \
1420       return OK; \
1421       } \
1422     } while (0)
1423
1424 rc = import_cert(&cert_list[0], &crt);
1425 exim_gnutls_peer_err(US"cert 0");
1426
1427 state->tlsp->peercert = state->peercert = crt;
1428
1429 sz = 0;
1430 rc = gnutls_x509_crt_get_dn(crt, NULL, &sz);
1431 if (rc != GNUTLS_E_SHORT_MEMORY_BUFFER)
1432   {
1433   exim_gnutls_peer_err(US"getting size for cert DN failed");
1434   return FAIL; /* should not happen */
1435   }
1436 dn_buf = store_get_perm(sz);
1437 rc = gnutls_x509_crt_get_dn(crt, CS dn_buf, &sz);
1438 exim_gnutls_peer_err(US"failed to extract certificate DN [gnutls_x509_crt_get_dn(cert 0)]");
1439
1440 state->peerdn = dn_buf;
1441
1442 return OK;
1443 #undef exim_gnutls_peer_err
1444 }
1445
1446
1447
1448
1449 /*************************************************
1450 *            Verify peer certificate             *
1451 *************************************************/
1452
1453 /* Called from both server and client code.
1454 *Should* be using a callback registered with
1455 gnutls_certificate_set_verify_function() to fail the handshake if we dislike
1456 the peer information, but that's too new for some OSes.
1457
1458 Arguments:
1459   state           exim_gnutls_state_st *
1460   error           where to put an error message
1461
1462 Returns:
1463   FALSE     if the session should be rejected
1464   TRUE      if the cert is okay or we just don't care
1465 */
1466
1467 static BOOL
1468 verify_certificate(exim_gnutls_state_st *state, const char **error)
1469 {
1470 int rc;
1471 unsigned int verify;
1472
1473 *error = NULL;
1474
1475 if ((rc = peer_status(state)) != OK)
1476   {
1477   verify = GNUTLS_CERT_INVALID;
1478   *error = "certificate not supplied";
1479   }
1480 else
1481   rc = gnutls_certificate_verify_peers2(state->session, &verify);
1482
1483 /* Handle the result of verification. INVALID seems to be set as well
1484 as REVOKED, but leave the test for both. */
1485
1486 if (rc < 0 ||
1487     verify & (GNUTLS_CERT_INVALID|GNUTLS_CERT_REVOKED)
1488    )
1489   {
1490   state->peer_cert_verified = FALSE;
1491   if (!*error)
1492     *error = verify & GNUTLS_CERT_REVOKED
1493       ? "certificate revoked" : "certificate invalid";
1494
1495   DEBUG(D_tls)
1496     debug_printf("TLS certificate verification failed (%s): peerdn=\"%s\"\n",
1497         *error, state->peerdn ? state->peerdn : US"<unset>");
1498
1499   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1500     {
1501     gnutls_alert_send(state->session,
1502       GNUTLS_AL_FATAL, GNUTLS_A_BAD_CERTIFICATE);
1503     return FALSE;
1504     }
1505   DEBUG(D_tls)
1506     debug_printf("TLS verify failure overridden (host in tls_try_verify_hosts)\n");
1507   }
1508
1509 else
1510   {
1511   if (state->exp_tls_verify_cert_hostnames)
1512     {
1513     int sep = 0;
1514     const uschar * list = state->exp_tls_verify_cert_hostnames;
1515     uschar * name;
1516     while ((name = string_nextinlist(&list, &sep, NULL, 0)))
1517       if (gnutls_x509_crt_check_hostname(state->tlsp->peercert, CS name))
1518         break;
1519     if (!name)
1520       {
1521       DEBUG(D_tls)
1522         debug_printf("TLS certificate verification failed: cert name mismatch\n");
1523       if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1524         {
1525         gnutls_alert_send(state->session,
1526           GNUTLS_AL_FATAL, GNUTLS_A_BAD_CERTIFICATE);
1527         return FALSE;
1528         }
1529       return TRUE;
1530       }
1531     }
1532   state->peer_cert_verified = TRUE;
1533   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS certificate verified: peerdn=\"%s\"\n",
1534       state->peerdn ? state->peerdn : US"<unset>");
1535   }
1536
1537 state->tlsp->peerdn = state->peerdn;
1538
1539 return TRUE;
1540 }
1541
1542
1543
1544
1545 /* ------------------------------------------------------------------------ */
1546 /* Callbacks */
1547
1548 /* Logging function which can be registered with
1549  *   gnutls_global_set_log_function()
1550  *   gnutls_global_set_log_level() 0..9
1551  */
1552 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
1553 static void
1554 exim_gnutls_logger_cb(int level, const char *message)
1555 {
1556   size_t len = strlen(message);
1557   if (len < 1)
1558     {
1559     DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS<%d> empty debug message\n", level);
1560     return;
1561     }
1562   DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS<%d>: %s%s", level, message,
1563       message[len-1] == '\n' ? "" : "\n");
1564 }
1565 #endif
1566
1567
1568 /* Called after client hello, should handle SNI work.
1569 This will always set tls_sni (state->received_sni) if available,
1570 and may trigger presenting different certificates,
1571 if state->trigger_sni_changes is TRUE.
1572
1573 Should be registered with
1574   gnutls_handshake_set_post_client_hello_function()
1575
1576 "This callback must return 0 on success or a gnutls error code to terminate the
1577 handshake.".
1578
1579 For inability to get SNI information, we return 0.
1580 We only return non-zero if re-setup failed.
1581 Only used for server-side TLS.
1582 */
1583
1584 static int
1585 exim_sni_handling_cb(gnutls_session_t session)
1586 {
1587 char sni_name[MAX_HOST_LEN];
1588 size_t data_len = MAX_HOST_LEN;
1589 exim_gnutls_state_st *state = &state_server;
1590 unsigned int sni_type;
1591 int rc, old_pool;
1592
1593 rc = gnutls_server_name_get(session, sni_name, &data_len, &sni_type, 0);
1594 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
1595   {
1596   DEBUG(D_tls) {
1597     if (rc == GNUTLS_E_REQUESTED_DATA_NOT_AVAILABLE)
1598       debug_printf("TLS: no SNI presented in handshake.\n");
1599     else
1600       debug_printf("TLS failure: gnutls_server_name_get(): %s [%d]\n",
1601         gnutls_strerror(rc), rc);
1602   };
1603   return 0;
1604   }
1605
1606 if (sni_type != GNUTLS_NAME_DNS)
1607   {
1608   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: ignoring SNI of unhandled type %u\n", sni_type);
1609   return 0;
1610   }
1611
1612 /* We now have a UTF-8 string in sni_name */
1613 old_pool = store_pool;
1614 store_pool = POOL_PERM;
1615 state->received_sni = string_copyn(US sni_name, data_len);
1616 store_pool = old_pool;
1617
1618 /* We set this one now so that variable expansions below will work */
1619 state->tlsp->sni = state->received_sni;
1620
1621 DEBUG(D_tls) debug_printf("Received TLS SNI \"%s\"%s\n", sni_name,
1622     state->trigger_sni_changes ? "" : " (unused for certificate selection)");
1623
1624 if (!state->trigger_sni_changes)
1625   return 0;
1626
1627 rc = tls_expand_session_files(state);
1628 if (rc != OK)
1629   {
1630   /* If the setup of certs/etc failed before handshake, TLS would not have
1631   been offered.  The best we can do now is abort. */
1632   return GNUTLS_E_APPLICATION_ERROR_MIN;
1633   }
1634
1635 rc = tls_set_remaining_x509(state);
1636 if (rc != OK) return GNUTLS_E_APPLICATION_ERROR_MIN;
1637
1638 return 0;
1639 }
1640
1641
1642
1643 #ifndef DISABLE_OCSP
1644
1645 static int
1646 server_ocsp_stapling_cb(gnutls_session_t session, void * ptr,
1647   gnutls_datum_t * ocsp_response)
1648 {
1649 int ret;
1650
1651 if ((ret = gnutls_load_file(ptr, ocsp_response)) < 0)
1652   {
1653   DEBUG(D_tls) debug_printf("Failed to load ocsp stapling file %s\n",
1654                               (char *)ptr);
1655   tls_in.ocsp = OCSP_NOT_RESP;
1656   return GNUTLS_E_NO_CERTIFICATE_STATUS;
1657   }
1658
1659 tls_in.ocsp = OCSP_VFY_NOT_TRIED;
1660 return 0;
1661 }
1662
1663 #endif
1664
1665
1666 #ifndef DISABLE_EVENT
1667 /*
1668 We use this callback to get observability and detail-level control
1669 for an exim TLS connection (either direction), raising a tls:cert event
1670 for each cert in the chain presented by the peer.  Any event
1671 can deny verification.
1672
1673 Return 0 for the handshake to continue or non-zero to terminate.
1674 */
1675
1676 static int
1677 verify_cb(gnutls_session_t session)
1678 {
1679 const gnutls_datum_t * cert_list;
1680 unsigned int cert_list_size = 0;
1681 gnutls_x509_crt_t crt;
1682 int rc;
1683 uschar * yield;
1684 exim_gnutls_state_st * state = gnutls_session_get_ptr(session);
1685
1686 cert_list = gnutls_certificate_get_peers(session, &cert_list_size);
1687 if (cert_list)
1688   while (cert_list_size--)
1689   {
1690   rc = import_cert(&cert_list[cert_list_size], &crt);
1691   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
1692     {
1693     DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: peer cert problem: depth %d: %s\n",
1694       cert_list_size, gnutls_strerror(rc));
1695     break;
1696     }
1697
1698   state->tlsp->peercert = crt;
1699   if ((yield = event_raise(state->event_action,
1700               US"tls:cert", string_sprintf("%d", cert_list_size))))
1701     {
1702     log_write(0, LOG_MAIN,
1703               "SSL verify denied by event-action: depth=%d: %s",
1704               cert_list_size, yield);
1705     return 1;                     /* reject */
1706     }
1707   state->tlsp->peercert = NULL;
1708   }
1709
1710 return 0;
1711 }
1712
1713 #endif
1714
1715
1716
1717 /* ------------------------------------------------------------------------ */
1718 /* Exported functions */
1719
1720
1721
1722
1723 /*************************************************
1724 *       Start a TLS session in a server          *
1725 *************************************************/
1726
1727 /* This is called when Exim is running as a server, after having received
1728 the STARTTLS command. It must respond to that command, and then negotiate
1729 a TLS session.
1730
1731 Arguments:
1732   require_ciphers  list of allowed ciphers or NULL
1733
1734 Returns:           OK on success
1735                    DEFER for errors before the start of the negotiation
1736                    FAIL for errors during the negotation; the server can't
1737                      continue running.
1738 */
1739
1740 int
1741 tls_server_start(const uschar *require_ciphers)
1742 {
1743 int rc;
1744 const char *error;
1745 exim_gnutls_state_st *state = NULL;
1746
1747 /* Check for previous activation */
1748 if (tls_in.active >= 0)
1749   {
1750   tls_error(US"STARTTLS received after TLS started", "", NULL);
1751   smtp_printf("554 Already in TLS\r\n");
1752   return FAIL;
1753   }
1754
1755 /* Initialize the library. If it fails, it will already have logged the error
1756 and sent an SMTP response. */
1757
1758 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS as a server\n");
1759
1760 rc = tls_init(NULL, tls_certificate, tls_privatekey,
1761     NULL, tls_verify_certificates, tls_crl,
1762     require_ciphers, &state);
1763 if (rc != OK) return rc;
1764
1765 /* If this is a host for which certificate verification is mandatory or
1766 optional, set up appropriately. */
1767
1768 if (verify_check_host(&tls_verify_hosts) == OK)
1769   {
1770   DEBUG(D_tls)
1771     debug_printf("TLS: a client certificate will be required.\n");
1772   state->verify_requirement = VERIFY_REQUIRED;
1773   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUIRE);
1774   }
1775 else if (verify_check_host(&tls_try_verify_hosts) == OK)
1776   {
1777   DEBUG(D_tls)
1778     debug_printf("TLS: a client certificate will be requested but not required.\n");
1779   state->verify_requirement = VERIFY_OPTIONAL;
1780   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUEST);
1781   }
1782 else
1783   {
1784   DEBUG(D_tls)
1785     debug_printf("TLS: a client certificate will not be requested.\n");
1786   state->verify_requirement = VERIFY_NONE;
1787   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_IGNORE);
1788   }
1789
1790 #ifndef DISABLE_EVENT
1791 if (event_action)
1792   {
1793   state->event_action = event_action;
1794   gnutls_session_set_ptr(state->session, state);
1795   gnutls_certificate_set_verify_function(state->x509_cred, verify_cb);
1796   }
1797 #endif
1798
1799 /* Register SNI handling; always, even if not in tls_certificate, so that the
1800 expansion variable $tls_sni is always available. */
1801
1802 gnutls_handshake_set_post_client_hello_function(state->session,
1803     exim_sni_handling_cb);
1804
1805 /* Set context and tell client to go ahead, except in the case of TLS startup
1806 on connection, where outputting anything now upsets the clients and tends to
1807 make them disconnect. We need to have an explicit fflush() here, to force out
1808 the response. Other smtp_printf() calls do not need it, because in non-TLS
1809 mode, the fflush() happens when smtp_getc() is called. */
1810
1811 if (!state->tlsp->on_connect)
1812   {
1813   smtp_printf("220 TLS go ahead\r\n");
1814   fflush(smtp_out);
1815   }
1816
1817 /* Now negotiate the TLS session. We put our own timer on it, since it seems
1818 that the GnuTLS library doesn't. */
1819
1820 gnutls_transport_set_ptr2(state->session,
1821     (gnutls_transport_ptr_t)(long) fileno(smtp_in),
1822     (gnutls_transport_ptr_t)(long) fileno(smtp_out));
1823 state->fd_in = fileno(smtp_in);
1824 state->fd_out = fileno(smtp_out);
1825
1826 sigalrm_seen = FALSE;
1827 if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(smtp_receive_timeout);
1828 do
1829   rc = gnutls_handshake(state->session);
1830 while (rc == GNUTLS_E_AGAIN ||  rc == GNUTLS_E_INTERRUPTED && !sigalrm_seen);
1831 alarm(0);
1832
1833 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
1834   {
1835   tls_error(US"gnutls_handshake",
1836       sigalrm_seen ? "timed out" : gnutls_strerror(rc), NULL);
1837   /* It seems that, except in the case of a timeout, we have to close the
1838   connection right here; otherwise if the other end is running OpenSSL it hangs
1839   until the server times out. */
1840
1841   if (!sigalrm_seen)
1842     {
1843     (void)fclose(smtp_out);
1844     (void)fclose(smtp_in);
1845     }
1846
1847   return FAIL;
1848   }
1849
1850 DEBUG(D_tls) debug_printf("gnutls_handshake was successful\n");
1851
1852 /* Verify after the fact */
1853
1854 if (  state->verify_requirement != VERIFY_NONE
1855    && !verify_certificate(state, &error))
1856   {
1857   if (state->verify_requirement != VERIFY_OPTIONAL)
1858     {
1859     tls_error(US"certificate verification failed", error, NULL);
1860     return FAIL;
1861     }
1862   DEBUG(D_tls)
1863     debug_printf("TLS: continuing on only because verification was optional, after: %s\n",
1864         error);
1865   }
1866
1867 /* Figure out peer DN, and if authenticated, etc. */
1868
1869 rc = peer_status(state);
1870 if (rc != OK) return rc;
1871
1872 /* Sets various Exim expansion variables; always safe within server */
1873
1874 extract_exim_vars_from_tls_state(state);
1875
1876 /* TLS has been set up. Adjust the input functions to read via TLS,
1877 and initialize appropriately. */
1878
1879 state->xfer_buffer = store_malloc(ssl_xfer_buffer_size);
1880
1881 receive_getc = tls_getc;
1882 receive_get_cache = tls_get_cache;
1883 receive_ungetc = tls_ungetc;
1884 receive_feof = tls_feof;
1885 receive_ferror = tls_ferror;
1886 receive_smtp_buffered = tls_smtp_buffered;
1887
1888 return OK;
1889 }
1890
1891
1892
1893
1894 static void
1895 tls_client_setup_hostname_checks(host_item * host, exim_gnutls_state_st * state,
1896   smtp_transport_options_block * ob)
1897 {
1898 if (verify_check_given_host(&ob->tls_verify_cert_hostnames, host) == OK)
1899   {
1900   state->exp_tls_verify_cert_hostnames =
1901 #ifdef SUPPORT_I18N
1902     string_domain_utf8_to_alabel(host->name, NULL);
1903 #else
1904     host->name;
1905 #endif
1906   DEBUG(D_tls)
1907     debug_printf("TLS: server cert verification includes hostname: \"%s\".\n",
1908                     state->exp_tls_verify_cert_hostnames);
1909   }
1910 }
1911
1912
1913 /*************************************************
1914 *    Start a TLS session in a client             *
1915 *************************************************/
1916
1917 /* Called from the smtp transport after STARTTLS has been accepted.
1918
1919 Arguments:
1920   fd                the fd of the connection
1921   host              connected host (for messages)
1922   addr              the first address (not used)
1923   tb                transport (always smtp)
1924
1925 Returns:            OK/DEFER/FAIL (because using common functions),
1926                     but for a client, DEFER and FAIL have the same meaning
1927 */
1928
1929 int
1930 tls_client_start(int fd, host_item *host,
1931     address_item *addr ARG_UNUSED,
1932     transport_instance *tb
1933 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
1934     , dns_answer * unused_tlsa_dnsa
1935 #endif
1936     )
1937 {
1938 smtp_transport_options_block *ob =
1939   (smtp_transport_options_block *)tb->options_block;
1940 int rc;
1941 const char *error;
1942 exim_gnutls_state_st *state = NULL;
1943 #ifndef DISABLE_OCSP
1944 BOOL require_ocsp =
1945   verify_check_given_host(&ob->hosts_require_ocsp, host) == OK;
1946 BOOL request_ocsp = require_ocsp ? TRUE
1947   : verify_check_given_host(&ob->hosts_request_ocsp, host) == OK;
1948 #endif
1949
1950 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS as a client on fd %d\n", fd);
1951
1952 if ((rc = tls_init(host, ob->tls_certificate, ob->tls_privatekey,
1953     ob->tls_sni, ob->tls_verify_certificates, ob->tls_crl,
1954     ob->tls_require_ciphers, &state)) != OK)
1955   return rc;
1956
1957   {
1958   int dh_min_bits = ob->tls_dh_min_bits;
1959   if (dh_min_bits < EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS)
1960     {
1961     DEBUG(D_tls)
1962       debug_printf("WARNING: tls_dh_min_bits far too low,"
1963                     " clamping %d up to %d\n",
1964           dh_min_bits, EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS);
1965     dh_min_bits = EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS;
1966     }
1967
1968   DEBUG(D_tls) debug_printf("Setting D-H prime minimum"
1969                     " acceptable bits to %d\n",
1970       dh_min_bits);
1971   gnutls_dh_set_prime_bits(state->session, dh_min_bits);
1972   }
1973
1974 /* Stick to the old behaviour for compatibility if tls_verify_certificates is
1975 set but both tls_verify_hosts and tls_try_verify_hosts are unset. Check only
1976 the specified host patterns if one of them is defined */
1977
1978 if (  (  state->exp_tls_verify_certificates
1979       && !ob->tls_verify_hosts
1980       && (!ob->tls_try_verify_hosts || !*ob->tls_try_verify_hosts)
1981       )
1982     || verify_check_given_host(&ob->tls_verify_hosts, host) == OK
1983    )
1984   {
1985   tls_client_setup_hostname_checks(host, state, ob);
1986   DEBUG(D_tls)
1987     debug_printf("TLS: server certificate verification required.\n");
1988   state->verify_requirement = VERIFY_REQUIRED;
1989   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUIRE);
1990   }
1991 else if (verify_check_given_host(&ob->tls_try_verify_hosts, host) == OK)
1992   {
1993   tls_client_setup_hostname_checks(host, state, ob);
1994   DEBUG(D_tls)
1995     debug_printf("TLS: server certificate verification optional.\n");
1996   state->verify_requirement = VERIFY_OPTIONAL;
1997   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUEST);
1998   }
1999 else
2000   {
2001   DEBUG(D_tls)
2002     debug_printf("TLS: server certificate verification not required.\n");
2003   state->verify_requirement = VERIFY_NONE;
2004   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_IGNORE);
2005   }
2006
2007 #ifndef DISABLE_OCSP
2008                         /* supported since GnuTLS 3.1.3 */
2009 if (request_ocsp)
2010   {
2011   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: will request OCSP stapling\n");
2012   if ((rc = gnutls_ocsp_status_request_enable_client(state->session,
2013                     NULL, 0, NULL)) != OK)
2014     return tls_error(US"cert-status-req",
2015                     gnutls_strerror(rc), state->host);
2016   tls_out.ocsp = OCSP_NOT_RESP;
2017   }
2018 #endif
2019
2020 #ifndef DISABLE_EVENT
2021 if (tb->event_action)
2022   {
2023   state->event_action = tb->event_action;
2024   gnutls_session_set_ptr(state->session, state);
2025   gnutls_certificate_set_verify_function(state->x509_cred, verify_cb);
2026   }
2027 #endif
2028
2029 gnutls_transport_set_ptr(state->session, (gnutls_transport_ptr_t)(long) fd);
2030 state->fd_in = fd;
2031 state->fd_out = fd;
2032
2033 DEBUG(D_tls) debug_printf("about to gnutls_handshake\n");
2034 /* There doesn't seem to be a built-in timeout on connection. */
2035
2036 sigalrm_seen = FALSE;
2037 alarm(ob->command_timeout);
2038 do
2039   {
2040   rc = gnutls_handshake(state->session);
2041   } while ((rc == GNUTLS_E_AGAIN) ||
2042       (rc == GNUTLS_E_INTERRUPTED && !sigalrm_seen));
2043 alarm(0);
2044
2045 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
2046   return tls_error(US"gnutls_handshake",
2047       sigalrm_seen ? "timed out" : gnutls_strerror(rc), state->host);
2048
2049 DEBUG(D_tls) debug_printf("gnutls_handshake was successful\n");
2050
2051 /* Verify late */
2052
2053 if (state->verify_requirement != VERIFY_NONE &&
2054     !verify_certificate(state, &error))
2055   return tls_error(US"certificate verification failed", error, state->host);
2056
2057 #ifndef DISABLE_OCSP
2058 if (require_ocsp)
2059   {
2060   DEBUG(D_tls)
2061     {
2062     gnutls_datum_t stapling;
2063     gnutls_ocsp_resp_t resp;
2064     gnutls_datum_t printed;
2065     if (  (rc= gnutls_ocsp_status_request_get(state->session, &stapling)) == 0
2066        && (rc= gnutls_ocsp_resp_init(&resp)) == 0
2067        && (rc= gnutls_ocsp_resp_import(resp, &stapling)) == 0
2068        && (rc= gnutls_ocsp_resp_print(resp, GNUTLS_OCSP_PRINT_FULL, &printed)) == 0
2069        )
2070       {
2071       debug_printf("%.4096s", printed.data);
2072       gnutls_free(printed.data);
2073       }
2074     else
2075       (void) tls_error(US"ocsp decode", gnutls_strerror(rc), state->host);
2076     }
2077
2078   if (gnutls_ocsp_status_request_is_checked(state->session, 0) == 0)
2079     {
2080     tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
2081     return tls_error(US"certificate status check failed", NULL, state->host);
2082     }
2083   DEBUG(D_tls) debug_printf("Passed OCSP checking\n");
2084   tls_out.ocsp = OCSP_VFIED;
2085   }
2086 #endif
2087
2088 /* Figure out peer DN, and if authenticated, etc. */
2089
2090 if ((rc = peer_status(state)) != OK)
2091   return rc;
2092
2093 /* Sets various Exim expansion variables; may need to adjust for ACL callouts */
2094
2095 extract_exim_vars_from_tls_state(state);
2096
2097 return OK;
2098 }
2099
2100
2101
2102
2103 /*************************************************
2104 *         Close down a TLS session               *
2105 *************************************************/
2106
2107 /* This is also called from within a delivery subprocess forked from the
2108 daemon, to shut down the TLS library, without actually doing a shutdown (which
2109 would tamper with the TLS session in the parent process).
2110
2111 Arguments:   TRUE if gnutls_bye is to be called
2112 Returns:     nothing
2113 */
2114
2115 void
2116 tls_close(BOOL is_server, BOOL shutdown)
2117 {
2118 exim_gnutls_state_st *state = is_server ? &state_server : &state_client;
2119
2120 if (!state->tlsp || state->tlsp->active < 0) return;  /* TLS was not active */
2121
2122 if (shutdown)
2123   {
2124   DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_close(): shutting down TLS\n");
2125   gnutls_bye(state->session, GNUTLS_SHUT_WR);
2126   }
2127
2128 gnutls_deinit(state->session);
2129
2130 state->tlsp->active = -1;
2131 memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
2132
2133 if ((state_server.session == NULL) && (state_client.session == NULL))
2134   {
2135   gnutls_global_deinit();
2136   exim_gnutls_base_init_done = FALSE;
2137   }
2138
2139 }
2140
2141
2142
2143
2144 /*************************************************
2145 *            TLS version of getc                 *
2146 *************************************************/
2147
2148 /* This gets the next byte from the TLS input buffer. If the buffer is empty,
2149 it refills the buffer via the GnuTLS reading function.
2150 Only used by the server-side TLS.
2151
2152 This feeds DKIM and should be used for all message-body reads.
2153
2154 Arguments:  none
2155 Returns:    the next character or EOF
2156 */
2157
2158 int
2159 tls_getc(void)
2160 {
2161 exim_gnutls_state_st *state = &state_server;
2162 if (state->xfer_buffer_lwm >= state->xfer_buffer_hwm)
2163   {
2164   ssize_t inbytes;
2165
2166   DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling gnutls_record_recv(%p, %p, %u)\n",
2167     state->session, state->xfer_buffer, ssl_xfer_buffer_size);
2168
2169   if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(smtp_receive_timeout);
2170   inbytes = gnutls_record_recv(state->session, state->xfer_buffer,
2171     ssl_xfer_buffer_size);
2172   alarm(0);
2173
2174   /* A zero-byte return appears to mean that the TLS session has been
2175      closed down, not that the socket itself has been closed down. Revert to
2176      non-TLS handling. */
2177
2178   if (inbytes == 0)
2179     {
2180     DEBUG(D_tls) debug_printf("Got TLS_EOF\n");
2181
2182     receive_getc = smtp_getc;
2183     receive_get_cache = smtp_get_cache;
2184     receive_ungetc = smtp_ungetc;
2185     receive_feof = smtp_feof;
2186     receive_ferror = smtp_ferror;
2187     receive_smtp_buffered = smtp_buffered;
2188
2189     gnutls_deinit(state->session);
2190     state->session = NULL;
2191     state->tlsp->active = -1;
2192     state->tlsp->bits = 0;
2193     state->tlsp->certificate_verified = FALSE;
2194     tls_channelbinding_b64 = NULL;
2195     state->tlsp->cipher = NULL;
2196     state->tlsp->peercert = NULL;
2197     state->tlsp->peerdn = NULL;
2198
2199     return smtp_getc();
2200     }
2201
2202   /* Handle genuine errors */
2203
2204   else if (inbytes < 0)
2205     {
2206     record_io_error(state, (int) inbytes, US"recv", NULL);
2207     state->xfer_error = 1;
2208     return EOF;
2209     }
2210 #ifndef DISABLE_DKIM
2211   dkim_exim_verify_feed(state->xfer_buffer, inbytes);
2212 #endif
2213   state->xfer_buffer_hwm = (int) inbytes;
2214   state->xfer_buffer_lwm = 0;
2215   }
2216
2217 /* Something in the buffer; return next uschar */
2218
2219 return state->xfer_buffer[state->xfer_buffer_lwm++];
2220 }
2221
2222 void
2223 tls_get_cache()
2224 {
2225 #ifndef DISABLE_DKIM
2226 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2227 int n = state->xfer_buffer_hwm - state->xfer_buffer_lwm;
2228 if (n > 0)
2229   dkim_exim_verify_feed(state->xfer_buffer+state->xfer_buffer_lwm, n);
2230 #endif
2231 }
2232
2233
2234
2235
2236 /*************************************************
2237 *          Read bytes from TLS channel           *
2238 *************************************************/
2239
2240 /* This does not feed DKIM, so if the caller uses this for reading message body,
2241 then the caller must feed DKIM.
2242
2243 Arguments:
2244   buff      buffer of data
2245   len       size of buffer
2246
2247 Returns:    the number of bytes read
2248             -1 after a failed read
2249 */
2250
2251 int
2252 tls_read(BOOL is_server, uschar *buff, size_t len)
2253 {
2254 exim_gnutls_state_st *state = is_server ? &state_server : &state_client;
2255 ssize_t inbytes;
2256
2257 if (len > INT_MAX)
2258   len = INT_MAX;
2259
2260 if (state->xfer_buffer_lwm < state->xfer_buffer_hwm)
2261   DEBUG(D_tls)
2262     debug_printf("*** PROBABLY A BUG *** " \
2263         "tls_read() called with data in the tls_getc() buffer, %d ignored\n",
2264         state->xfer_buffer_hwm - state->xfer_buffer_lwm);
2265
2266 DEBUG(D_tls)
2267   debug_printf("Calling gnutls_record_recv(%p, %p, " SIZE_T_FMT ")\n",
2268       state->session, buff, len);
2269
2270 inbytes = gnutls_record_recv(state->session, buff, len);
2271 if (inbytes > 0) return inbytes;
2272 if (inbytes == 0)
2273   {
2274   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got TLS_EOF\n");
2275   }
2276 else record_io_error(state, (int)inbytes, US"recv", NULL);
2277
2278 return -1;
2279 }
2280
2281
2282
2283
2284 /*************************************************
2285 *         Write bytes down TLS channel           *
2286 *************************************************/
2287
2288 /*
2289 Arguments:
2290   is_server channel specifier
2291   buff      buffer of data
2292   len       number of bytes
2293
2294 Returns:    the number of bytes after a successful write,
2295             -1 after a failed write
2296 */
2297
2298 int
2299 tls_write(BOOL is_server, const uschar *buff, size_t len)
2300 {
2301 ssize_t outbytes;
2302 size_t left = len;
2303 exim_gnutls_state_st *state = is_server ? &state_server : &state_client;
2304
2305 DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_do_write(%p, " SIZE_T_FMT ")\n", buff, left);
2306 while (left > 0)
2307   {
2308   DEBUG(D_tls) debug_printf("gnutls_record_send(SSL, %p, " SIZE_T_FMT ")\n",
2309       buff, left);
2310   outbytes = gnutls_record_send(state->session, buff, left);
2311
2312   DEBUG(D_tls) debug_printf("outbytes=" SSIZE_T_FMT "\n", outbytes);
2313   if (outbytes < 0)
2314     {
2315     record_io_error(state, outbytes, US"send", NULL);
2316     return -1;
2317     }
2318   if (outbytes == 0)
2319     {
2320     record_io_error(state, 0, US"send", US"TLS channel closed on write");
2321     return -1;
2322     }
2323
2324   left -= outbytes;
2325   buff += outbytes;
2326   }
2327
2328 if (len > INT_MAX)
2329   {
2330   DEBUG(D_tls)
2331     debug_printf("Whoops!  Wrote more bytes (" SIZE_T_FMT ") than INT_MAX\n",
2332         len);
2333   len = INT_MAX;
2334   }
2335
2336 return (int) len;
2337 }
2338
2339
2340
2341
2342 /*************************************************
2343 *            Random number generation            *
2344 *************************************************/
2345
2346 /* Pseudo-random number generation.  The result is not expected to be
2347 cryptographically strong but not so weak that someone will shoot themselves
2348 in the foot using it as a nonce in input in some email header scheme or
2349 whatever weirdness they'll twist this into.  The result should handle fork()
2350 and avoid repeating sequences.  OpenSSL handles that for us.
2351
2352 Arguments:
2353   max       range maximum
2354 Returns     a random number in range [0, max-1]
2355 */
2356
2357 #ifdef HAVE_GNUTLS_RND
2358 int
2359 vaguely_random_number(int max)
2360 {
2361 unsigned int r;
2362 int i, needed_len;
2363 uschar *p;
2364 uschar smallbuf[sizeof(r)];
2365
2366 if (max <= 1)
2367   return 0;
2368
2369 needed_len = sizeof(r);
2370 /* Don't take 8 times more entropy than needed if int is 8 octets and we were
2371  * asked for a number less than 10. */
2372 for (r = max, i = 0; r; ++i)
2373   r >>= 1;
2374 i = (i + 7) / 8;
2375 if (i < needed_len)
2376   needed_len = i;
2377
2378 i = gnutls_rnd(GNUTLS_RND_NONCE, smallbuf, needed_len);
2379 if (i < 0)
2380   {
2381   DEBUG(D_all) debug_printf("gnutls_rnd() failed, using fallback.\n");
2382   return vaguely_random_number_fallback(max);
2383   }
2384 r = 0;
2385 for (p = smallbuf; needed_len; --needed_len, ++p)
2386   {
2387   r *= 256;
2388   r += *p;
2389   }
2390
2391 /* We don't particularly care about weighted results; if someone wants
2392  * smooth distribution and cares enough then they should submit a patch then. */
2393 return r % max;
2394 }
2395 #else /* HAVE_GNUTLS_RND */
2396 int
2397 vaguely_random_number(int max)
2398 {
2399   return vaguely_random_number_fallback(max);
2400 }
2401 #endif /* HAVE_GNUTLS_RND */
2402
2403
2404
2405
2406 /*************************************************
2407 *  Let tls_require_ciphers be checked at startup *
2408 *************************************************/
2409
2410 /* The tls_require_ciphers option, if set, must be something which the
2411 library can parse.
2412
2413 Returns:     NULL on success, or error message
2414 */
2415
2416 uschar *
2417 tls_validate_require_cipher(void)
2418 {
2419 int rc;
2420 uschar *expciphers = NULL;
2421 gnutls_priority_t priority_cache;
2422 const char *errpos;
2423
2424 #define validate_check_rc(Label) do { \
2425   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) { if (exim_gnutls_base_init_done) gnutls_global_deinit(); \
2426   return string_sprintf("%s failed: %s", (Label), gnutls_strerror(rc)); } } while (0)
2427 #define return_deinit(Label) do { gnutls_global_deinit(); return (Label); } while (0)
2428
2429 if (exim_gnutls_base_init_done)
2430   log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
2431       "already initialised GnuTLS, Exim developer bug");
2432
2433 #ifdef HAVE_GNUTLS_PKCS11
2434 if (!gnutls_allow_auto_pkcs11)
2435   {
2436   rc = gnutls_pkcs11_init(GNUTLS_PKCS11_FLAG_MANUAL, NULL);
2437   validate_check_rc(US"gnutls_pkcs11_init");
2438   }
2439 #endif
2440 rc = gnutls_global_init();
2441 validate_check_rc(US"gnutls_global_init()");
2442 exim_gnutls_base_init_done = TRUE;
2443
2444 if (!(tls_require_ciphers && *tls_require_ciphers))
2445   return_deinit(NULL);
2446
2447 if (!expand_check(tls_require_ciphers, US"tls_require_ciphers", &expciphers))
2448   return_deinit(US"failed to expand tls_require_ciphers");
2449
2450 if (!(expciphers && *expciphers))
2451   return_deinit(NULL);
2452
2453 DEBUG(D_tls)
2454   debug_printf("tls_require_ciphers expands to \"%s\"\n", expciphers);
2455
2456 rc = gnutls_priority_init(&priority_cache, CS expciphers, &errpos);
2457 validate_check_rc(string_sprintf(
2458       "gnutls_priority_init(%s) failed at offset %ld, \"%.8s..\"",
2459       expciphers, errpos - CS expciphers, errpos));
2460
2461 #undef return_deinit
2462 #undef validate_check_rc
2463 gnutls_global_deinit();
2464
2465 return NULL;
2466 }
2467
2468
2469
2470
2471 /*************************************************
2472 *         Report the library versions.           *
2473 *************************************************/
2474
2475 /* See a description in tls-openssl.c for an explanation of why this exists.
2476
2477 Arguments:   a FILE* to print the results to
2478 Returns:     nothing
2479 */
2480
2481 void
2482 tls_version_report(FILE *f)
2483 {
2484 fprintf(f, "Library version: GnuTLS: Compile: %s\n"
2485            "                         Runtime: %s\n",
2486            LIBGNUTLS_VERSION,
2487            gnutls_check_version(NULL));
2488 }
2489
2490 /* vi: aw ai sw=2
2491 */
2492 /* End of tls-gnu.c */