de2e7a3bd4d8aa960b04850588f2b328f9e71859
[exim.git] / src / src / tls-openssl.c
1 /*************************************************
2 *     Exim - an Internet mail transport agent    *
3 *************************************************/
4
5 /* Copyright (c) University of Cambridge 1995 - 2014 */
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 DISABLE_OCSP
26 # include <openssl/ocsp.h>
27 #endif
28 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
29 # include <danessl.h>
30 #endif
31
32
33 #ifndef DISABLE_OCSP
34 # define EXIM_OCSP_SKEW_SECONDS (300L)
35 # define EXIM_OCSP_MAX_AGE (-1L)
36 #endif
37
38 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x0090806fL && !defined(OPENSSL_NO_TLSEXT)
39 # define EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
40 #endif
41
42 #if !defined(EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT) && !defined(DISABLE_OCSP)
43 # warning "OpenSSL library version too old; define DISABLE_OCSP in Makefile"
44 # define DISABLE_OCSP
45 #endif
46
47 /* Structure for collecting random data for seeding. */
48
49 typedef struct randstuff {
50   struct timeval tv;
51   pid_t          p;
52 } randstuff;
53
54 /* Local static variables */
55
56 static BOOL client_verify_callback_called = FALSE;
57 static BOOL server_verify_callback_called = FALSE;
58 static const uschar *sid_ctx = US"exim";
59
60 /* We have three different contexts to care about.
61
62 Simple case: client, `client_ctx`
63  As a client, we can be doing a callout or cut-through delivery while receiving
64  a message.  So we have a client context, which should have options initialised
65  from the SMTP Transport.
66
67 Server:
68  There are two cases: with and without ServerNameIndication from the client.
69  Given TLS SNI, we can be using different keys, certs and various other
70  configuration settings, because they're re-expanded with $tls_sni set.  This
71  allows vhosting with TLS.  This SNI is sent in the handshake.
72  A client might not send SNI, so we need a fallback, and an initial setup too.
73  So as a server, we start out using `server_ctx`.
74  If SNI is sent by the client, then we as server, mid-negotiation, try to clone
75  `server_sni` from `server_ctx` and then initialise settings by re-expanding
76  configuration.
77 */
78
79 static SSL_CTX *client_ctx = NULL;
80 static SSL_CTX *server_ctx = NULL;
81 static SSL     *client_ssl = NULL;
82 static SSL     *server_ssl = NULL;
83
84 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
85 static SSL_CTX *server_sni = NULL;
86 #endif
87
88 static char ssl_errstring[256];
89
90 static int  ssl_session_timeout = 200;
91 static BOOL client_verify_optional = FALSE;
92 static BOOL server_verify_optional = FALSE;
93
94 static BOOL reexpand_tls_files_for_sni = FALSE;
95
96
97 typedef struct tls_ext_ctx_cb {
98   uschar *certificate;
99   uschar *privatekey;
100 #ifndef DISABLE_OCSP
101   BOOL is_server;
102   union {
103     struct {
104       uschar        *file;
105       uschar        *file_expanded;
106       OCSP_RESPONSE *response;
107     } server;
108     struct {
109       X509_STORE    *verify_store;      /* non-null if status requested */
110       BOOL          verify_required;
111     } client;
112   } u_ocsp;
113 #endif
114   uschar *dhparam;
115   /* these are cached from first expand */
116   uschar *server_cipher_list;
117   /* only passed down to tls_error: */
118   host_item *host;
119
120 #ifdef EXPERIMENTAL_CERTNAMES
121   uschar * verify_cert_hostnames;
122 #endif
123 } tls_ext_ctx_cb;
124
125 /* should figure out a cleanup of API to handle state preserved per
126 implementation, for various reasons, which can be void * in the APIs.
127 For now, we hack around it. */
128 tls_ext_ctx_cb *client_static_cbinfo = NULL;
129 tls_ext_ctx_cb *server_static_cbinfo = NULL;
130
131 static int
132 setup_certs(SSL_CTX *sctx, uschar *certs, uschar *crl, host_item *host, BOOL optional,
133     int (*cert_vfy_cb)(int, X509_STORE_CTX *) );
134
135 /* Callbacks */
136 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
137 static int tls_servername_cb(SSL *s, int *ad ARG_UNUSED, void *arg);
138 #endif
139 #ifndef DISABLE_OCSP
140 static int tls_server_stapling_cb(SSL *s, void *arg);
141 #endif
142
143
144 /*************************************************
145 *               Handle TLS error                 *
146 *************************************************/
147
148 /* Called from lots of places when errors occur before actually starting to do
149 the TLS handshake, that is, while the session is still in clear. Always returns
150 DEFER for a server and FAIL for a client so that most calls can use "return
151 tls_error(...)" to do this processing and then give an appropriate return. A
152 single function is used for both server and client, because it is called from
153 some shared functions.
154
155 Argument:
156   prefix    text to include in the logged error
157   host      NULL if setting up a server;
158             the connected host if setting up a client
159   msg       error message or NULL if we should ask OpenSSL
160
161 Returns:    OK/DEFER/FAIL
162 */
163
164 static int
165 tls_error(uschar *prefix, host_item *host, uschar *msg)
166 {
167 if (msg == NULL)
168   {
169   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
170   msg = (uschar *)ssl_errstring;
171   }
172
173 if (host == NULL)
174   {
175   uschar *conn_info = smtp_get_connection_info();
176   if (Ustrncmp(conn_info, US"SMTP ", 5) == 0)
177     conn_info += 5;
178   log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error on %s (%s): %s",
179     conn_info, prefix, msg);
180   return DEFER;
181   }
182 else
183   {
184   log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error on connection to %s [%s] (%s): %s",
185     host->name, host->address, prefix, msg);
186   return FAIL;
187   }
188 }
189
190
191
192 /*************************************************
193 *        Callback to generate RSA key            *
194 *************************************************/
195
196 /*
197 Arguments:
198   s          SSL connection
199   export     not used
200   keylength  keylength
201
202 Returns:     pointer to generated key
203 */
204
205 static RSA *
206 rsa_callback(SSL *s, int export, int keylength)
207 {
208 RSA *rsa_key;
209 export = export;     /* Shut picky compilers up */
210 DEBUG(D_tls) debug_printf("Generating %d bit RSA key...\n", keylength);
211 rsa_key = RSA_generate_key(keylength, RSA_F4, NULL, NULL);
212 if (rsa_key == NULL)
213   {
214   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
215   log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC, "TLS error (RSA_generate_key): %s",
216     ssl_errstring);
217   return NULL;
218   }
219 return rsa_key;
220 }
221
222
223
224 /* Extreme debug
225 #ifndef DISABLE_OCSP
226 void
227 x509_store_dump_cert_s_names(X509_STORE * store)
228 {
229 STACK_OF(X509_OBJECT) * roots= store->objs;
230 int i;
231 static uschar name[256];
232
233 for(i= 0; i<sk_X509_OBJECT_num(roots); i++)
234   {
235   X509_OBJECT * tmp_obj= sk_X509_OBJECT_value(roots, i);
236   if(tmp_obj->type == X509_LU_X509)
237     {
238     X509 * current_cert= tmp_obj->data.x509;
239     X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(current_cert), CS name, sizeof(name));
240     debug_printf(" %s\n", name);
241     }
242   }
243 }
244 #endif
245 */
246
247
248 /*************************************************
249 *        Callback for verification               *
250 *************************************************/
251
252 /* The SSL library does certificate verification if set up to do so. This
253 callback has the current yes/no state is in "state". If verification succeeded,
254 we set up the tls_peerdn string. If verification failed, what happens depends
255 on whether the client is required to present a verifiable certificate or not.
256
257 If verification is optional, we change the state to yes, but still log the
258 verification error. For some reason (it really would help to have proper
259 documentation of OpenSSL), this callback function then gets called again, this
260 time with state = 1. In fact, that's useful, because we can set up the peerdn
261 value, but we must take care not to set the private verified flag on the second
262 time through.
263
264 Note: this function is not called if the client fails to present a certificate
265 when asked. We get here only if a certificate has been received. Handling of
266 optional verification for this case is done when requesting SSL to verify, by
267 setting SSL_VERIFY_FAIL_IF_NO_PEER_CERT in the non-optional case.
268
269 Arguments:
270   state      current yes/no state as 1/0
271   x509ctx    certificate information.
272   client     TRUE for client startup, FALSE for server startup
273
274 Returns:     1 if verified, 0 if not
275 */
276
277 static int
278 verify_callback(int state, X509_STORE_CTX *x509ctx,
279   tls_support *tlsp, BOOL *calledp, BOOL *optionalp)
280 {
281 X509 * cert = X509_STORE_CTX_get_current_cert(x509ctx);
282 static uschar txt[256];
283
284 X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(cert), CS txt, sizeof(txt));
285
286 if (state == 0)
287   {
288   log_write(0, LOG_MAIN, "SSL verify error: depth=%d error=%s cert=%s",
289     X509_STORE_CTX_get_error_depth(x509ctx),
290     X509_verify_cert_error_string(X509_STORE_CTX_get_error(x509ctx)),
291     txt);
292   tlsp->certificate_verified = FALSE;
293   *calledp = TRUE;
294   if (!*optionalp)
295     {
296     tlsp->peercert = X509_dup(cert);
297     return 0;                       /* reject */
298     }
299   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL verify failure overridden (host in "
300     "tls_try_verify_hosts)\n");
301   }
302
303 else if (X509_STORE_CTX_get_error_depth(x509ctx) != 0)
304   {
305   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL verify ok: depth=%d SN=%s\n",
306      X509_STORE_CTX_get_error_depth(x509ctx), txt);
307 #ifndef DISABLE_OCSP
308   if (tlsp == &tls_out && client_static_cbinfo->u_ocsp.client.verify_store)
309     {   /* client, wanting stapling  */
310     /* Add the server cert's signing chain as the one
311     for the verification of the OCSP stapled information. */
312   
313     if (!X509_STORE_add_cert(client_static_cbinfo->u_ocsp.client.verify_store,
314                              cert))
315       ERR_clear_error();
316     }
317 #endif
318   }
319 else
320   {
321 #ifdef EXPERIMENTAL_CERTNAMES
322   uschar * verify_cert_hostnames;
323 #endif
324
325   tlsp->peerdn = txt;
326   tlsp->peercert = X509_dup(cert);
327
328 #ifdef EXPERIMENTAL_CERTNAMES
329   if (  tlsp == &tls_out
330      && ((verify_cert_hostnames = client_static_cbinfo->verify_cert_hostnames)))
331         /* client, wanting hostname check */
332
333 # if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x010100000L || OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x010002000L
334 #  ifndef X509_CHECK_FLAG_NO_PARTIAL_WILDCARDS
335 #   define X509_CHECK_FLAG_NO_PARTIAL_WILDCARDS 0
336 #  endif
337     {
338     int sep = 0;
339     uschar * list = verify_cert_hostnames;
340     uschar * name;
341     int rc;
342     while ((name = string_nextinlist(&list, &sep, NULL, 0)))
343       if ((rc = X509_check_host(cert, name, 0,
344                   X509_CHECK_FLAG_NO_PARTIAL_WILDCARDS)))
345         {
346         if (rc < 0)
347           {
348           log_write(0, LOG_MAIN, "SSL verify error: internal error\n");
349           name = NULL;
350           }
351         break;
352         }
353     if (!name)
354       {
355       log_write(0, LOG_MAIN,
356         "SSL verify error: certificate name mismatch: \"%s\"\n", txt);
357       return 0;                         /* reject */
358       }
359     }
360 # else
361     if (!tls_is_name_for_cert(verify_cert_hostnames, cert))
362       {
363       log_write(0, LOG_MAIN,
364         "SSL verify error: certificate name mismatch: \"%s\"\n", txt);
365       return 0;                         /* reject */
366       }
367 # endif
368 #endif  /*EXPERIMENTAL_CERTNAMES*/
369
370   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL%s verify ok: depth=0 SN=%s\n",
371     *calledp ? "" : " authenticated", txt);
372   if (!*calledp) tlsp->certificate_verified = TRUE;
373   *calledp = TRUE;
374   }
375
376 return 1;   /* accept */
377 }
378
379 static int
380 verify_callback_client(int state, X509_STORE_CTX *x509ctx)
381 {
382 return verify_callback(state, x509ctx, &tls_out, &client_verify_callback_called, &client_verify_optional);
383 }
384
385 static int
386 verify_callback_server(int state, X509_STORE_CTX *x509ctx)
387 {
388 return verify_callback(state, x509ctx, &tls_in, &server_verify_callback_called, &server_verify_optional);
389 }
390
391
392 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
393
394 /* This gets called *by* the dane library verify callback, which interposes
395 itself.
396 */
397 static int
398 verify_callback_client_dane(int state, X509_STORE_CTX * x509ctx)
399 {
400 X509 * cert = X509_STORE_CTX_get_current_cert(x509ctx);
401 static uschar txt[256];
402
403 X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(cert), CS txt, sizeof(txt));
404
405 DEBUG(D_tls) debug_printf("verify_callback_client_dane: %s\n", txt);
406 tls_out.peerdn = txt;
407 tls_out.peercert = X509_dup(cert);
408
409 if (state == 1)
410   tls_out.dane_verified =
411   tls_out.certificate_verified = TRUE;
412 return 1;
413 }
414
415 #endif  /*EXPERIMENTAL_DANE*/
416
417
418 /*************************************************
419 *           Information callback                 *
420 *************************************************/
421
422 /* The SSL library functions call this from time to time to indicate what they
423 are doing. We copy the string to the debugging output when TLS debugging has
424 been requested.
425
426 Arguments:
427   s         the SSL connection
428   where
429   ret
430
431 Returns:    nothing
432 */
433
434 static void
435 info_callback(SSL *s, int where, int ret)
436 {
437 where = where;
438 ret = ret;
439 DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL info: %s\n", SSL_state_string_long(s));
440 }
441
442
443
444 /*************************************************
445 *                Initialize for DH               *
446 *************************************************/
447
448 /* If dhparam is set, expand it, and load up the parameters for DH encryption.
449
450 Arguments:
451   dhparam   DH parameter file or fixed parameter identity string
452   host      connected host, if client; NULL if server
453
454 Returns:    TRUE if OK (nothing to set up, or setup worked)
455 */
456
457 static BOOL
458 init_dh(SSL_CTX *sctx, uschar *dhparam, host_item *host)
459 {
460 BIO *bio;
461 DH *dh;
462 uschar *dhexpanded;
463 const char *pem;
464
465 if (!expand_check(dhparam, US"tls_dhparam", &dhexpanded))
466   return FALSE;
467
468 if (!dhexpanded || !*dhexpanded)
469   bio = BIO_new_mem_buf(CS std_dh_prime_default(), -1);
470 else if (dhexpanded[0] == '/')
471   {
472   if (!(bio = BIO_new_file(CS dhexpanded, "r")))
473     {
474     tls_error(string_sprintf("could not read dhparams file %s", dhexpanded),
475           host, US strerror(errno));
476     return FALSE;
477     }
478   }
479 else
480   {
481   if (Ustrcmp(dhexpanded, "none") == 0)
482     {
483     DEBUG(D_tls) debug_printf("Requested no DH parameters.\n");
484     return TRUE;
485     }
486
487   if (!(pem = std_dh_prime_named(dhexpanded)))
488     {
489     tls_error(string_sprintf("Unknown standard DH prime \"%s\"", dhexpanded),
490         host, US strerror(errno));
491     return FALSE;
492     }
493   bio = BIO_new_mem_buf(CS pem, -1);
494   }
495
496 if (!(dh = PEM_read_bio_DHparams(bio, NULL, NULL, NULL)))
497   {
498   BIO_free(bio);
499   tls_error(string_sprintf("Could not read tls_dhparams \"%s\"", dhexpanded),
500       host, NULL);
501   return FALSE;
502   }
503
504 /* Even if it is larger, we silently return success rather than cause things
505  * to fail out, so that a too-large DH will not knock out all TLS; it's a
506  * debatable choice. */
507 if ((8*DH_size(dh)) > tls_dh_max_bits)
508   {
509   DEBUG(D_tls)
510     debug_printf("dhparams file %d bits, is > tls_dh_max_bits limit of %d",
511         8*DH_size(dh), tls_dh_max_bits);
512   }
513 else
514   {
515   SSL_CTX_set_tmp_dh(sctx, dh);
516   DEBUG(D_tls)
517     debug_printf("Diffie-Hellman initialized from %s with %d-bit prime\n",
518       dhexpanded ? dhexpanded : US"default", 8*DH_size(dh));
519   }
520
521 DH_free(dh);
522 BIO_free(bio);
523
524 return TRUE;
525 }
526
527
528
529
530 #ifndef DISABLE_OCSP
531 /*************************************************
532 *       Load OCSP information into state         *
533 *************************************************/
534
535 /* Called to load the server OCSP response from the given file into memory, once
536 caller has determined this is needed.  Checks validity.  Debugs a message
537 if invalid.
538
539 ASSUMES: single response, for single cert.
540
541 Arguments:
542   sctx            the SSL_CTX* to update
543   cbinfo          various parts of session state
544   expanded        the filename putatively holding an OCSP response
545
546 */
547
548 static void
549 ocsp_load_response(SSL_CTX *sctx, tls_ext_ctx_cb *cbinfo, const uschar *expanded)
550 {
551 BIO *bio;
552 OCSP_RESPONSE *resp;
553 OCSP_BASICRESP *basic_response;
554 OCSP_SINGLERESP *single_response;
555 ASN1_GENERALIZEDTIME *rev, *thisupd, *nextupd;
556 X509_STORE *store;
557 unsigned long verify_flags;
558 int status, reason, i;
559
560 cbinfo->u_ocsp.server.file_expanded = string_copy(expanded);
561 if (cbinfo->u_ocsp.server.response)
562   {
563   OCSP_RESPONSE_free(cbinfo->u_ocsp.server.response);
564   cbinfo->u_ocsp.server.response = NULL;
565   }
566
567 bio = BIO_new_file(CS cbinfo->u_ocsp.server.file_expanded, "rb");
568 if (!bio)
569   {
570   DEBUG(D_tls) debug_printf("Failed to open OCSP response file \"%s\"\n",
571       cbinfo->u_ocsp.server.file_expanded);
572   return;
573   }
574
575 resp = d2i_OCSP_RESPONSE_bio(bio, NULL);
576 BIO_free(bio);
577 if (!resp)
578   {
579   DEBUG(D_tls) debug_printf("Error reading OCSP response.\n");
580   return;
581   }
582
583 status = OCSP_response_status(resp);
584 if (status != OCSP_RESPONSE_STATUS_SUCCESSFUL)
585   {
586   DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP response not valid: %s (%d)\n",
587       OCSP_response_status_str(status), status);
588   goto bad;
589   }
590
591 basic_response = OCSP_response_get1_basic(resp);
592 if (!basic_response)
593   {
594   DEBUG(D_tls)
595     debug_printf("OCSP response parse error: unable to extract basic response.\n");
596   goto bad;
597   }
598
599 store = SSL_CTX_get_cert_store(sctx);
600 verify_flags = OCSP_NOVERIFY; /* check sigs, but not purpose */
601
602 /* May need to expose ability to adjust those flags?
603 OCSP_NOSIGS OCSP_NOVERIFY OCSP_NOCHAIN OCSP_NOCHECKS OCSP_NOEXPLICIT
604 OCSP_TRUSTOTHER OCSP_NOINTERN */
605
606 i = OCSP_basic_verify(basic_response, NULL, store, verify_flags);
607 if (i <= 0)
608   {
609   DEBUG(D_tls) {
610     ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
611     debug_printf("OCSP response verify failure: %s\n", US ssl_errstring);
612     }
613   goto bad;
614   }
615
616 /* Here's the simplifying assumption: there's only one response, for the
617 one certificate we use, and nothing for anything else in a chain.  If this
618 proves false, we need to extract a cert id from our issued cert
619 (tls_certificate) and use that for OCSP_resp_find_status() (which finds the
620 right cert in the stack and then calls OCSP_single_get0_status()).
621
622 I'm hoping to avoid reworking a bunch more of how we handle state here. */
623 single_response = OCSP_resp_get0(basic_response, 0);
624 if (!single_response)
625   {
626   DEBUG(D_tls)
627     debug_printf("Unable to get first response from OCSP basic response.\n");
628   goto bad;
629   }
630
631 status = OCSP_single_get0_status(single_response, &reason, &rev, &thisupd, &nextupd);
632 if (status != V_OCSP_CERTSTATUS_GOOD)
633   {
634   DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP response bad cert status: %s (%d) %s (%d)\n",
635       OCSP_cert_status_str(status), status,
636       OCSP_crl_reason_str(reason), reason);
637   goto bad;
638   }
639
640 if (!OCSP_check_validity(thisupd, nextupd, EXIM_OCSP_SKEW_SECONDS, EXIM_OCSP_MAX_AGE))
641   {
642   DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP status invalid times.\n");
643   goto bad;
644   }
645
646 supply_response:
647   cbinfo->u_ocsp.server.response = resp;
648 return;
649
650 bad:
651   if (running_in_test_harness)
652     {
653     extern char ** environ;
654     uschar ** p;
655     for (p = USS environ; *p != NULL; p++)
656       if (Ustrncmp(*p, "EXIM_TESTHARNESS_DISABLE_OCSPVALIDITYCHECK", 42) == 0)
657         {
658         DEBUG(D_tls) debug_printf("Supplying known bad OCSP response\n");
659         goto supply_response;
660         }
661     }
662 return;
663 }
664 #endif  /*!DISABLE_OCSP*/
665
666
667
668
669 /*************************************************
670 *        Expand key and cert file specs          *
671 *************************************************/
672
673 /* Called once during tls_init and possibly again during TLS setup, for a
674 new context, if Server Name Indication was used and tls_sni was seen in
675 the certificate string.
676
677 Arguments:
678   sctx            the SSL_CTX* to update
679   cbinfo          various parts of session state
680
681 Returns:          OK/DEFER/FAIL
682 */
683
684 static int
685 tls_expand_session_files(SSL_CTX *sctx, tls_ext_ctx_cb *cbinfo)
686 {
687 uschar *expanded;
688
689 if (cbinfo->certificate == NULL)
690   return OK;
691
692 if (Ustrstr(cbinfo->certificate, US"tls_sni") ||
693     Ustrstr(cbinfo->certificate, US"tls_in_sni") ||
694     Ustrstr(cbinfo->certificate, US"tls_out_sni")
695    )
696   reexpand_tls_files_for_sni = TRUE;
697
698 if (!expand_check(cbinfo->certificate, US"tls_certificate", &expanded))
699   return DEFER;
700
701 if (expanded != NULL)
702   {
703   DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_certificate file %s\n", expanded);
704   if (!SSL_CTX_use_certificate_chain_file(sctx, CS expanded))
705     return tls_error(string_sprintf(
706       "SSL_CTX_use_certificate_chain_file file=%s", expanded),
707         cbinfo->host, NULL);
708   }
709
710 if (cbinfo->privatekey != NULL &&
711     !expand_check(cbinfo->privatekey, US"tls_privatekey", &expanded))
712   return DEFER;
713
714 /* If expansion was forced to fail, key_expanded will be NULL. If the result
715 of the expansion is an empty string, ignore it also, and assume the private
716 key is in the same file as the certificate. */
717
718 if (expanded != NULL && *expanded != 0)
719   {
720   DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_privatekey file %s\n", expanded);
721   if (!SSL_CTX_use_PrivateKey_file(sctx, CS expanded, SSL_FILETYPE_PEM))
722     return tls_error(string_sprintf(
723       "SSL_CTX_use_PrivateKey_file file=%s", expanded), cbinfo->host, NULL);
724   }
725
726 #ifndef DISABLE_OCSP
727 if (cbinfo->is_server &&  cbinfo->u_ocsp.server.file != NULL)
728   {
729   if (!expand_check(cbinfo->u_ocsp.server.file, US"tls_ocsp_file", &expanded))
730     return DEFER;
731
732   if (expanded != NULL && *expanded != 0)
733     {
734     DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_ocsp_file %s\n", expanded);
735     if (cbinfo->u_ocsp.server.file_expanded &&
736         (Ustrcmp(expanded, cbinfo->u_ocsp.server.file_expanded) == 0))
737       {
738       DEBUG(D_tls)
739         debug_printf("tls_ocsp_file value unchanged, using existing values.\n");
740       } else {
741         ocsp_load_response(sctx, cbinfo, expanded);
742       }
743     }
744   }
745 #endif
746
747 return OK;
748 }
749
750
751
752
753 /*************************************************
754 *            Callback to handle SNI              *
755 *************************************************/
756
757 /* Called when acting as server during the TLS session setup if a Server Name
758 Indication extension was sent by the client.
759
760 API documentation is OpenSSL s_server.c implementation.
761
762 Arguments:
763   s               SSL* of the current session
764   ad              unknown (part of OpenSSL API) (unused)
765   arg             Callback of "our" registered data
766
767 Returns:          SSL_TLSEXT_ERR_{OK,ALERT_WARNING,ALERT_FATAL,NOACK}
768 */
769
770 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
771 static int
772 tls_servername_cb(SSL *s, int *ad ARG_UNUSED, void *arg)
773 {
774 const char *servername = SSL_get_servername(s, TLSEXT_NAMETYPE_host_name);
775 tls_ext_ctx_cb *cbinfo = (tls_ext_ctx_cb *) arg;
776 int rc;
777 int old_pool = store_pool;
778
779 if (!servername)
780   return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
781
782 DEBUG(D_tls) debug_printf("Received TLS SNI \"%s\"%s\n", servername,
783     reexpand_tls_files_for_sni ? "" : " (unused for certificate selection)");
784
785 /* Make the extension value available for expansion */
786 store_pool = POOL_PERM;
787 tls_in.sni = string_copy(US servername);
788 store_pool = old_pool;
789
790 if (!reexpand_tls_files_for_sni)
791   return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
792
793 /* Can't find an SSL_CTX_clone() or equivalent, so we do it manually;
794 not confident that memcpy wouldn't break some internal reference counting.
795 Especially since there's a references struct member, which would be off. */
796
797 if (!(server_sni = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method())))
798   {
799   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
800   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_CTX_new() failed: %s\n", ssl_errstring);
801   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
802   }
803
804 /* Not sure how many of these are actually needed, since SSL object
805 already exists.  Might even need this selfsame callback, for reneg? */
806
807 SSL_CTX_set_info_callback(server_sni, SSL_CTX_get_info_callback(server_ctx));
808 SSL_CTX_set_mode(server_sni, SSL_CTX_get_mode(server_ctx));
809 SSL_CTX_set_options(server_sni, SSL_CTX_get_options(server_ctx));
810 SSL_CTX_set_timeout(server_sni, SSL_CTX_get_timeout(server_ctx));
811 SSL_CTX_set_tlsext_servername_callback(server_sni, tls_servername_cb);
812 SSL_CTX_set_tlsext_servername_arg(server_sni, cbinfo);
813 if (cbinfo->server_cipher_list)
814   SSL_CTX_set_cipher_list(server_sni, CS cbinfo->server_cipher_list);
815 #ifndef DISABLE_OCSP
816 if (cbinfo->u_ocsp.server.file)
817   {
818   SSL_CTX_set_tlsext_status_cb(server_sni, tls_server_stapling_cb);
819   SSL_CTX_set_tlsext_status_arg(server_sni, cbinfo);
820   }
821 #endif
822
823 rc = setup_certs(server_sni, tls_verify_certificates, tls_crl, NULL, FALSE, verify_callback_server);
824 if (rc != OK) return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
825
826 /* do this after setup_certs, because this can require the certs for verifying
827 OCSP information. */
828 rc = tls_expand_session_files(server_sni, cbinfo);
829 if (rc != OK) return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
830
831 if (!init_dh(server_sni, cbinfo->dhparam, NULL))
832   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
833
834 DEBUG(D_tls) debug_printf("Switching SSL context.\n");
835 SSL_set_SSL_CTX(s, server_sni);
836
837 return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
838 }
839 #endif /* EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT */
840
841
842
843
844 #ifndef DISABLE_OCSP
845
846 /*************************************************
847 *        Callback to handle OCSP Stapling        *
848 *************************************************/
849
850 /* Called when acting as server during the TLS session setup if the client
851 requests OCSP information with a Certificate Status Request.
852
853 Documentation via openssl s_server.c and the Apache patch from the OpenSSL
854 project.
855
856 */
857
858 static int
859 tls_server_stapling_cb(SSL *s, void *arg)
860 {
861 const tls_ext_ctx_cb *cbinfo = (tls_ext_ctx_cb *) arg;
862 uschar *response_der;
863 int response_der_len;
864
865 DEBUG(D_tls)
866   debug_printf("Received TLS status request (OCSP stapling); %s response.",
867     cbinfo->u_ocsp.server.response ? "have" : "lack");
868
869 tls_in.ocsp = OCSP_NOT_RESP;
870 if (!cbinfo->u_ocsp.server.response)
871   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
872
873 response_der = NULL;
874 response_der_len = i2d_OCSP_RESPONSE(cbinfo->u_ocsp.server.response,
875                       &response_der);
876 if (response_der_len <= 0)
877   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
878
879 SSL_set_tlsext_status_ocsp_resp(server_ssl, response_der, response_der_len);
880 tls_in.ocsp = OCSP_VFIED;
881 return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
882 }
883
884
885 static void
886 time_print(BIO * bp, const char * str, ASN1_GENERALIZEDTIME * time)
887 {
888 BIO_printf(bp, "\t%s: ", str);
889 ASN1_GENERALIZEDTIME_print(bp, time);
890 BIO_puts(bp, "\n");
891 }
892
893 static int
894 tls_client_stapling_cb(SSL *s, void *arg)
895 {
896 tls_ext_ctx_cb * cbinfo = arg;
897 const unsigned char * p;
898 int len;
899 OCSP_RESPONSE * rsp;
900 OCSP_BASICRESP * bs;
901 int i;
902
903 DEBUG(D_tls) debug_printf("Received TLS status response (OCSP stapling):");
904 len = SSL_get_tlsext_status_ocsp_resp(s, &p);
905 if(!p)
906  {
907   /* Expect this when we requested ocsp but got none */
908   if (  cbinfo->u_ocsp.client.verify_required
909      && log_extra_selector & LX_tls_cipher)
910     log_write(0, LOG_MAIN, "Received TLS status callback, null content");
911   else
912     DEBUG(D_tls) debug_printf(" null\n");
913   return cbinfo->u_ocsp.client.verify_required ? 0 : 1;
914  }
915
916 if(!(rsp = d2i_OCSP_RESPONSE(NULL, &p, len)))
917  {
918   tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
919   if (log_extra_selector & LX_tls_cipher)
920     log_write(0, LOG_MAIN, "Received TLS status response, parse error");
921   else
922     DEBUG(D_tls) debug_printf(" parse error\n");
923   return 0;
924  }
925
926 if(!(bs = OCSP_response_get1_basic(rsp)))
927   {
928   tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
929   if (log_extra_selector & LX_tls_cipher)
930     log_write(0, LOG_MAIN, "Received TLS status response, error parsing response");
931   else
932     DEBUG(D_tls) debug_printf(" error parsing response\n");
933   OCSP_RESPONSE_free(rsp);
934   return 0;
935   }
936
937 /* We'd check the nonce here if we'd put one in the request. */
938 /* However that would defeat cacheability on the server so we don't. */
939
940 /* This section of code reworked from OpenSSL apps source;
941    The OpenSSL Project retains copyright:
942    Copyright (c) 1999 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
943 */
944   {
945     BIO * bp = NULL;
946     int status, reason;
947     ASN1_GENERALIZEDTIME *rev, *thisupd, *nextupd;
948
949     DEBUG(D_tls) bp = BIO_new_fp(stderr, BIO_NOCLOSE);
950
951     /*OCSP_RESPONSE_print(bp, rsp, 0);   extreme debug: stapling content */
952
953     /* Use the chain that verified the server cert to verify the stapled info */
954     /* DEBUG(D_tls) x509_store_dump_cert_s_names(cbinfo->u_ocsp.client.verify_store); */
955
956     if ((i = OCSP_basic_verify(bs, NULL,
957               cbinfo->u_ocsp.client.verify_store, 0)) <= 0)
958       {
959       tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
960       BIO_printf(bp, "OCSP response verify failure\n");
961       ERR_print_errors(bp);
962       i = cbinfo->u_ocsp.client.verify_required ? 0 : 1;
963       goto out;
964       }
965
966     BIO_printf(bp, "OCSP response well-formed and signed OK\n");
967
968       {
969       STACK_OF(OCSP_SINGLERESP) * sresp = bs->tbsResponseData->responses;
970       OCSP_SINGLERESP * single;
971
972       if (sk_OCSP_SINGLERESP_num(sresp) != 1)
973         {
974         tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
975         log_write(0, LOG_MAIN, "OCSP stapling "
976             "with multiple responses not handled");
977         i = cbinfo->u_ocsp.client.verify_required ? 0 : 1;
978         goto out;
979         }
980       single = OCSP_resp_get0(bs, 0);
981       status = OCSP_single_get0_status(single, &reason, &rev,
982                   &thisupd, &nextupd);
983       }
984
985     DEBUG(D_tls) time_print(bp, "This OCSP Update", thisupd);
986     DEBUG(D_tls) if(nextupd) time_print(bp, "Next OCSP Update", nextupd);
987     if (!OCSP_check_validity(thisupd, nextupd,
988           EXIM_OCSP_SKEW_SECONDS, EXIM_OCSP_MAX_AGE))
989       {
990       tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
991       DEBUG(D_tls) ERR_print_errors(bp);
992       log_write(0, LOG_MAIN, "Server OSCP dates invalid");
993       i = cbinfo->u_ocsp.client.verify_required ? 0 : 1;
994       }
995     else
996       {
997       DEBUG(D_tls) BIO_printf(bp, "Certificate status: %s\n",
998                     OCSP_cert_status_str(status));
999       switch(status)
1000         {
1001         case V_OCSP_CERTSTATUS_GOOD:
1002           tls_out.ocsp = OCSP_VFIED;
1003           i = 1;
1004           break;
1005         case V_OCSP_CERTSTATUS_REVOKED:
1006           tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
1007           log_write(0, LOG_MAIN, "Server certificate revoked%s%s",
1008               reason != -1 ? "; reason: " : "",
1009               reason != -1 ? OCSP_crl_reason_str(reason) : "");
1010           DEBUG(D_tls) time_print(bp, "Revocation Time", rev);
1011           i = cbinfo->u_ocsp.client.verify_required ? 0 : 1;
1012           break;
1013         default:
1014           tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
1015           log_write(0, LOG_MAIN,
1016               "Server certificate status unknown, in OCSP stapling");
1017           i = cbinfo->u_ocsp.client.verify_required ? 0 : 1;
1018           break;
1019         }
1020       }
1021   out:
1022     BIO_free(bp);
1023   }
1024
1025 OCSP_RESPONSE_free(rsp);
1026 return i;
1027 }
1028 #endif  /*!DISABLE_OCSP*/
1029
1030
1031 /*************************************************
1032 *            Initialize for TLS                  *
1033 *************************************************/
1034
1035 /* Called from both server and client code, to do preliminary initialization
1036 of the library.  We allocate and return a context structure.
1037
1038 Arguments:
1039   ctxp            returned SSL context
1040   host            connected host, if client; NULL if server
1041   dhparam         DH parameter file
1042   certificate     certificate file
1043   privatekey      private key
1044   ocsp_file       file of stapling info (server); flag for require ocsp (client)
1045   addr            address if client; NULL if server (for some randomness)
1046   cbp             place to put allocated callback context
1047
1048 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1049 */
1050
1051 static int
1052 tls_init(SSL_CTX **ctxp, host_item *host, uschar *dhparam, uschar *certificate,
1053   uschar *privatekey,
1054 #ifndef DISABLE_OCSP
1055   uschar *ocsp_file,
1056 #endif
1057   address_item *addr, tls_ext_ctx_cb ** cbp)
1058 {
1059 long init_options;
1060 int rc;
1061 BOOL okay;
1062 tls_ext_ctx_cb *cbinfo;
1063
1064 cbinfo = store_malloc(sizeof(tls_ext_ctx_cb));
1065 cbinfo->certificate = certificate;
1066 cbinfo->privatekey = privatekey;
1067 #ifndef DISABLE_OCSP
1068 if ((cbinfo->is_server = host==NULL))
1069   {
1070   cbinfo->u_ocsp.server.file = ocsp_file;
1071   cbinfo->u_ocsp.server.file_expanded = NULL;
1072   cbinfo->u_ocsp.server.response = NULL;
1073   }
1074 else
1075   cbinfo->u_ocsp.client.verify_store = NULL;
1076 #endif
1077 cbinfo->dhparam = dhparam;
1078 cbinfo->server_cipher_list = NULL;
1079 cbinfo->host = host;
1080
1081 SSL_load_error_strings();          /* basic set up */
1082 OpenSSL_add_ssl_algorithms();
1083
1084 #if (OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x0090800fL) && !defined(OPENSSL_NO_SHA256)
1085 /* SHA256 is becoming ever more popular. This makes sure it gets added to the
1086 list of available digests. */
1087 EVP_add_digest(EVP_sha256());
1088 #endif
1089
1090 /* Create a context.
1091 The OpenSSL docs in 1.0.1b have not been updated to clarify TLS variant
1092 negotiation in the different methods; as far as I can tell, the only
1093 *_{server,client}_method which allows negotiation is SSLv23, which exists even
1094 when OpenSSL is built without SSLv2 support.
1095 By disabling with openssl_options, we can let admins re-enable with the
1096 existing knob. */
1097
1098 *ctxp = SSL_CTX_new((host == NULL)?
1099   SSLv23_server_method() : SSLv23_client_method());
1100
1101 if (*ctxp == NULL) return tls_error(US"SSL_CTX_new", host, NULL);
1102
1103 /* It turns out that we need to seed the random number generator this early in
1104 order to get the full complement of ciphers to work. It took me roughly a day
1105 of work to discover this by experiment.
1106
1107 On systems that have /dev/urandom, SSL may automatically seed itself from
1108 there. Otherwise, we have to make something up as best we can. Double check
1109 afterwards. */
1110
1111 if (!RAND_status())
1112   {
1113   randstuff r;
1114   gettimeofday(&r.tv, NULL);
1115   r.p = getpid();
1116
1117   RAND_seed((uschar *)(&r), sizeof(r));
1118   RAND_seed((uschar *)big_buffer, big_buffer_size);
1119   if (addr != NULL) RAND_seed((uschar *)addr, sizeof(addr));
1120
1121   if (!RAND_status())
1122     return tls_error(US"RAND_status", host,
1123       US"unable to seed random number generator");
1124   }
1125
1126 /* Set up the information callback, which outputs if debugging is at a suitable
1127 level. */
1128
1129 SSL_CTX_set_info_callback(*ctxp, (void (*)())info_callback);
1130
1131 /* Automatically re-try reads/writes after renegotiation. */
1132 (void) SSL_CTX_set_mode(*ctxp, SSL_MODE_AUTO_RETRY);
1133
1134 /* Apply administrator-supplied work-arounds.
1135 Historically we applied just one requested option,
1136 SSL_OP_DONT_INSERT_EMPTY_FRAGMENTS, but when bug 994 requested a second, we
1137 moved to an administrator-controlled list of options to specify and
1138 grandfathered in the first one as the default value for "openssl_options".
1139
1140 No OpenSSL version number checks: the options we accept depend upon the
1141 availability of the option value macros from OpenSSL.  */
1142
1143 okay = tls_openssl_options_parse(openssl_options, &init_options);
1144 if (!okay)
1145   return tls_error(US"openssl_options parsing failed", host, NULL);
1146
1147 if (init_options)
1148   {
1149   DEBUG(D_tls) debug_printf("setting SSL CTX options: %#lx\n", init_options);
1150   if (!(SSL_CTX_set_options(*ctxp, init_options)))
1151     return tls_error(string_sprintf(
1152           "SSL_CTX_set_option(%#lx)", init_options), host, NULL);
1153   }
1154 else
1155   DEBUG(D_tls) debug_printf("no SSL CTX options to set\n");
1156
1157 /* Initialize with DH parameters if supplied */
1158
1159 if (!init_dh(*ctxp, dhparam, host)) return DEFER;
1160
1161 /* Set up certificate and key (and perhaps OCSP info) */
1162
1163 rc = tls_expand_session_files(*ctxp, cbinfo);
1164 if (rc != OK) return rc;
1165
1166 /* If we need to handle SNI, do so */
1167 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
1168 if (host == NULL)               /* server */
1169   {
1170 # ifndef DISABLE_OCSP
1171   /* We check u_ocsp.server.file, not server.response, because we care about if
1172   the option exists, not what the current expansion might be, as SNI might
1173   change the certificate and OCSP file in use between now and the time the
1174   callback is invoked. */
1175   if (cbinfo->u_ocsp.server.file)
1176     {
1177     SSL_CTX_set_tlsext_status_cb(server_ctx, tls_server_stapling_cb);
1178     SSL_CTX_set_tlsext_status_arg(server_ctx, cbinfo);
1179     }
1180 # endif
1181   /* We always do this, so that $tls_sni is available even if not used in
1182   tls_certificate */
1183   SSL_CTX_set_tlsext_servername_callback(*ctxp, tls_servername_cb);
1184   SSL_CTX_set_tlsext_servername_arg(*ctxp, cbinfo);
1185   }
1186 # ifndef DISABLE_OCSP
1187 else                    /* client */
1188   if(ocsp_file)         /* wanting stapling */
1189     {
1190     if (!(cbinfo->u_ocsp.client.verify_store = X509_STORE_new()))
1191       {
1192       DEBUG(D_tls) debug_printf("failed to create store for stapling verify\n");
1193       return FAIL;
1194       }
1195     SSL_CTX_set_tlsext_status_cb(*ctxp, tls_client_stapling_cb);
1196     SSL_CTX_set_tlsext_status_arg(*ctxp, cbinfo);
1197     }
1198 # endif
1199 #endif
1200
1201 #ifdef EXPERIMENTAL_CERTNAMES
1202 cbinfo->verify_cert_hostnames = NULL;
1203 #endif
1204
1205 /* Set up the RSA callback */
1206
1207 SSL_CTX_set_tmp_rsa_callback(*ctxp, rsa_callback);
1208
1209 /* Finally, set the timeout, and we are done */
1210
1211 SSL_CTX_set_timeout(*ctxp, ssl_session_timeout);
1212 DEBUG(D_tls) debug_printf("Initialized TLS\n");
1213
1214 *cbp = cbinfo;
1215
1216 return OK;
1217 }
1218
1219
1220
1221
1222 /*************************************************
1223 *           Get name of cipher in use            *
1224 *************************************************/
1225
1226 /*
1227 Argument:   pointer to an SSL structure for the connection
1228             buffer to use for answer
1229             size of buffer
1230             pointer to number of bits for cipher
1231 Returns:    nothing
1232 */
1233
1234 static void
1235 construct_cipher_name(SSL *ssl, uschar *cipherbuf, int bsize, int *bits)
1236 {
1237 /* With OpenSSL 1.0.0a, this needs to be const but the documentation doesn't
1238 yet reflect that.  It should be a safe change anyway, even 0.9.8 versions have
1239 the accessor functions use const in the prototype. */
1240 const SSL_CIPHER *c;
1241 const uschar *ver;
1242
1243 ver = (const uschar *)SSL_get_version(ssl);
1244
1245 c = (const SSL_CIPHER *) SSL_get_current_cipher(ssl);
1246 SSL_CIPHER_get_bits(c, bits);
1247
1248 string_format(cipherbuf, bsize, "%s:%s:%u", ver,
1249   SSL_CIPHER_get_name(c), *bits);
1250
1251 DEBUG(D_tls) debug_printf("Cipher: %s\n", cipherbuf);
1252 }
1253
1254
1255
1256
1257
1258 /*************************************************
1259 *        Set up for verifying certificates       *
1260 *************************************************/
1261
1262 /* Called by both client and server startup
1263
1264 Arguments:
1265   sctx          SSL_CTX* to initialise
1266   certs         certs file or NULL
1267   crl           CRL file or NULL
1268   host          NULL in a server; the remote host in a client
1269   optional      TRUE if called from a server for a host in tls_try_verify_hosts;
1270                 otherwise passed as FALSE
1271   cert_vfy_cb   Callback function for certificate verification
1272
1273 Returns:        OK/DEFER/FAIL
1274 */
1275
1276 static int
1277 setup_certs(SSL_CTX *sctx, uschar *certs, uschar *crl, host_item *host, BOOL optional,
1278     int (*cert_vfy_cb)(int, X509_STORE_CTX *) )
1279 {
1280 uschar *expcerts, *expcrl;
1281
1282 if (!expand_check(certs, US"tls_verify_certificates", &expcerts))
1283   return DEFER;
1284
1285 if (expcerts != NULL && *expcerts != '\0')
1286   {
1287   struct stat statbuf;
1288   if (!SSL_CTX_set_default_verify_paths(sctx))
1289     return tls_error(US"SSL_CTX_set_default_verify_paths", host, NULL);
1290
1291   if (Ustat(expcerts, &statbuf) < 0)
1292     {
1293     log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
1294       "failed to stat %s for certificates", expcerts);
1295     return DEFER;
1296     }
1297   else
1298     {
1299     uschar *file, *dir;
1300     if ((statbuf.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR)
1301       { file = NULL; dir = expcerts; }
1302     else
1303       { file = expcerts; dir = NULL; }
1304
1305     /* If a certificate file is empty, the next function fails with an
1306     unhelpful error message. If we skip it, we get the correct behaviour (no
1307     certificates are recognized, but the error message is still misleading (it
1308     says no certificate was supplied.) But this is better. */
1309
1310     if ((file == NULL || statbuf.st_size > 0) &&
1311           !SSL_CTX_load_verify_locations(sctx, CS file, CS dir))
1312       return tls_error(US"SSL_CTX_load_verify_locations", host, NULL);
1313
1314     if (file != NULL)
1315       {
1316       SSL_CTX_set_client_CA_list(sctx, SSL_load_client_CA_file(CS file));
1317       }
1318     }
1319
1320   /* Handle a certificate revocation list. */
1321
1322   #if OPENSSL_VERSION_NUMBER > 0x00907000L
1323
1324   /* This bit of code is now the version supplied by Lars Mainka. (I have
1325    * merely reformatted it into the Exim code style.)
1326
1327    * "From here I changed the code to add support for multiple crl's
1328    * in pem format in one file or to support hashed directory entries in
1329    * pem format instead of a file. This method now uses the library function
1330    * X509_STORE_load_locations to add the CRL location to the SSL context.
1331    * OpenSSL will then handle the verify against CA certs and CRLs by
1332    * itself in the verify callback." */
1333
1334   if (!expand_check(crl, US"tls_crl", &expcrl)) return DEFER;
1335   if (expcrl != NULL && *expcrl != 0)
1336     {
1337     struct stat statbufcrl;
1338     if (Ustat(expcrl, &statbufcrl) < 0)
1339       {
1340       log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
1341         "failed to stat %s for certificates revocation lists", expcrl);
1342       return DEFER;
1343       }
1344     else
1345       {
1346       /* is it a file or directory? */
1347       uschar *file, *dir;
1348       X509_STORE *cvstore = SSL_CTX_get_cert_store(sctx);
1349       if ((statbufcrl.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR)
1350         {
1351         file = NULL;
1352         dir = expcrl;
1353         DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL CRL value is a directory %s\n", dir);
1354         }
1355       else
1356         {
1357         file = expcrl;
1358         dir = NULL;
1359         DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL CRL value is a file %s\n", file);
1360         }
1361       if (X509_STORE_load_locations(cvstore, CS file, CS dir) == 0)
1362         return tls_error(US"X509_STORE_load_locations", host, NULL);
1363
1364       /* setting the flags to check against the complete crl chain */
1365
1366       X509_STORE_set_flags(cvstore,
1367         X509_V_FLAG_CRL_CHECK|X509_V_FLAG_CRL_CHECK_ALL);
1368       }
1369     }
1370
1371   #endif  /* OPENSSL_VERSION_NUMBER > 0x00907000L */
1372
1373   /* If verification is optional, don't fail if no certificate */
1374
1375   SSL_CTX_set_verify(sctx,
1376     SSL_VERIFY_PEER | (optional? 0 : SSL_VERIFY_FAIL_IF_NO_PEER_CERT),
1377     cert_vfy_cb);
1378   }
1379
1380 return OK;
1381 }
1382
1383
1384
1385 /*************************************************
1386 *       Start a TLS session in a server          *
1387 *************************************************/
1388
1389 /* This is called when Exim is running as a server, after having received
1390 the STARTTLS command. It must respond to that command, and then negotiate
1391 a TLS session.
1392
1393 Arguments:
1394   require_ciphers   allowed ciphers
1395
1396 Returns:            OK on success
1397                     DEFER for errors before the start of the negotiation
1398                     FAIL for errors during the negotation; the server can't
1399                       continue running.
1400 */
1401
1402 int
1403 tls_server_start(const uschar *require_ciphers)
1404 {
1405 int rc;
1406 uschar *expciphers;
1407 tls_ext_ctx_cb *cbinfo;
1408 static uschar cipherbuf[256];
1409
1410 /* Check for previous activation */
1411
1412 if (tls_in.active >= 0)
1413   {
1414   tls_error(US"STARTTLS received after TLS started", NULL, US"");
1415   smtp_printf("554 Already in TLS\r\n");
1416   return FAIL;
1417   }
1418
1419 /* Initialize the SSL library. If it fails, it will already have logged
1420 the error. */
1421
1422 rc = tls_init(&server_ctx, NULL, tls_dhparam, tls_certificate, tls_privatekey,
1423 #ifndef DISABLE_OCSP
1424     tls_ocsp_file,
1425 #endif
1426     NULL, &server_static_cbinfo);
1427 if (rc != OK) return rc;
1428 cbinfo = server_static_cbinfo;
1429
1430 if (!expand_check(require_ciphers, US"tls_require_ciphers", &expciphers))
1431   return FAIL;
1432
1433 /* In OpenSSL, cipher components are separated by hyphens. In GnuTLS, they
1434 were historically separated by underscores. So that I can use either form in my
1435 tests, and also for general convenience, we turn underscores into hyphens here.
1436 */
1437
1438 if (expciphers != NULL)
1439   {
1440   uschar *s = expciphers;
1441   while (*s != 0) { if (*s == '_') *s = '-'; s++; }
1442   DEBUG(D_tls) debug_printf("required ciphers: %s\n", expciphers);
1443   if (!SSL_CTX_set_cipher_list(server_ctx, CS expciphers))
1444     return tls_error(US"SSL_CTX_set_cipher_list", NULL, NULL);
1445   cbinfo->server_cipher_list = expciphers;
1446   }
1447
1448 /* If this is a host for which certificate verification is mandatory or
1449 optional, set up appropriately. */
1450
1451 tls_in.certificate_verified = FALSE;
1452 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
1453 tls_in.dane_verified = FALSE;
1454 #endif
1455 server_verify_callback_called = FALSE;
1456
1457 if (verify_check_host(&tls_verify_hosts) == OK)
1458   {
1459   rc = setup_certs(server_ctx, tls_verify_certificates, tls_crl, NULL,
1460                         FALSE, verify_callback_server);
1461   if (rc != OK) return rc;
1462   server_verify_optional = FALSE;
1463   }
1464 else if (verify_check_host(&tls_try_verify_hosts) == OK)
1465   {
1466   rc = setup_certs(server_ctx, tls_verify_certificates, tls_crl, NULL,
1467                         TRUE, verify_callback_server);
1468   if (rc != OK) return rc;
1469   server_verify_optional = TRUE;
1470   }
1471
1472 /* Prepare for new connection */
1473
1474 if ((server_ssl = SSL_new(server_ctx)) == NULL) return tls_error(US"SSL_new", NULL, NULL);
1475
1476 /* Warning: we used to SSL_clear(ssl) here, it was removed.
1477  *
1478  * With the SSL_clear(), we get strange interoperability bugs with
1479  * OpenSSL 1.0.1b and TLS1.1/1.2.  It looks as though this may be a bug in
1480  * OpenSSL itself, as a clear should not lead to inability to follow protocols.
1481  *
1482  * The SSL_clear() call is to let an existing SSL* be reused, typically after
1483  * session shutdown.  In this case, we have a brand new object and there's no
1484  * obvious reason to immediately clear it.  I'm guessing that this was
1485  * originally added because of incomplete initialisation which the clear fixed,
1486  * in some historic release.
1487  */
1488
1489 /* Set context and tell client to go ahead, except in the case of TLS startup
1490 on connection, where outputting anything now upsets the clients and tends to
1491 make them disconnect. We need to have an explicit fflush() here, to force out
1492 the response. Other smtp_printf() calls do not need it, because in non-TLS
1493 mode, the fflush() happens when smtp_getc() is called. */
1494
1495 SSL_set_session_id_context(server_ssl, sid_ctx, Ustrlen(sid_ctx));
1496 if (!tls_in.on_connect)
1497   {
1498   smtp_printf("220 TLS go ahead\r\n");
1499   fflush(smtp_out);
1500   }
1501
1502 /* Now negotiate the TLS session. We put our own timer on it, since it seems
1503 that the OpenSSL library doesn't. */
1504
1505 SSL_set_wfd(server_ssl, fileno(smtp_out));
1506 SSL_set_rfd(server_ssl, fileno(smtp_in));
1507 SSL_set_accept_state(server_ssl);
1508
1509 DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling SSL_accept\n");
1510
1511 sigalrm_seen = FALSE;
1512 if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(smtp_receive_timeout);
1513 rc = SSL_accept(server_ssl);
1514 alarm(0);
1515
1516 if (rc <= 0)
1517   {
1518   tls_error(US"SSL_accept", NULL, sigalrm_seen ? US"timed out" : NULL);
1519   if (ERR_get_error() == 0)
1520     log_write(0, LOG_MAIN,
1521         "TLS client disconnected cleanly (rejected our certificate?)");
1522   return FAIL;
1523   }
1524
1525 DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_accept was successful\n");
1526
1527 /* TLS has been set up. Adjust the input functions to read via TLS,
1528 and initialize things. */
1529
1530 construct_cipher_name(server_ssl, cipherbuf, sizeof(cipherbuf), &tls_in.bits);
1531 tls_in.cipher = cipherbuf;
1532
1533 DEBUG(D_tls)
1534   {
1535   uschar buf[2048];
1536   if (SSL_get_shared_ciphers(server_ssl, CS buf, sizeof(buf)) != NULL)
1537     debug_printf("Shared ciphers: %s\n", buf);
1538   }
1539
1540 /* Record the certificate we presented */
1541   {
1542   X509 * crt = SSL_get_certificate(server_ssl);
1543   tls_in.ourcert = crt ? X509_dup(crt) : NULL;
1544   }
1545
1546 /* Only used by the server-side tls (tls_in), including tls_getc.
1547    Client-side (tls_out) reads (seem to?) go via
1548    smtp_read_response()/ip_recv().
1549    Hence no need to duplicate for _in and _out.
1550  */
1551 ssl_xfer_buffer = store_malloc(ssl_xfer_buffer_size);
1552 ssl_xfer_buffer_lwm = ssl_xfer_buffer_hwm = 0;
1553 ssl_xfer_eof = ssl_xfer_error = 0;
1554
1555 receive_getc = tls_getc;
1556 receive_ungetc = tls_ungetc;
1557 receive_feof = tls_feof;
1558 receive_ferror = tls_ferror;
1559 receive_smtp_buffered = tls_smtp_buffered;
1560
1561 tls_in.active = fileno(smtp_out);
1562 return OK;
1563 }
1564
1565
1566
1567
1568 static int
1569 tls_client_basic_ctx_init(SSL_CTX * ctx,
1570     host_item * host, smtp_transport_options_block * ob
1571 #ifdef EXPERIMENTAL_CERTNAMES
1572     , tls_ext_ctx_cb * cbinfo
1573 #endif
1574                           )
1575 {
1576 int rc;
1577 /* stick to the old behaviour for compatibility if tls_verify_certificates is 
1578    set but both tls_verify_hosts and tls_try_verify_hosts is not set. Check only
1579    the specified host patterns if one of them is defined */
1580
1581 if ((!ob->tls_verify_hosts && !ob->tls_try_verify_hosts) ||
1582     (verify_check_host(&ob->tls_verify_hosts) == OK))
1583   {
1584   if ((rc = setup_certs(ctx, ob->tls_verify_certificates,
1585         ob->tls_crl, host, FALSE, verify_callback_client)) != OK)
1586     return rc;
1587   client_verify_optional = FALSE;
1588
1589 #ifdef EXPERIMENTAL_CERTNAMES
1590   if (ob->tls_verify_cert_hostnames)
1591     {
1592     if (!expand_check(ob->tls_verify_cert_hostnames,
1593                       US"tls_verify_cert_hostnames",
1594                       &cbinfo->verify_cert_hostnames))
1595       return FAIL;
1596     if (cbinfo->verify_cert_hostnames)
1597       DEBUG(D_tls) debug_printf("Cert hostname to check: \"%s\"\n",
1598                       cbinfo->verify_cert_hostnames);
1599     }
1600 #endif
1601   }
1602 else if (verify_check_host(&ob->tls_try_verify_hosts) == OK)
1603   {
1604   if ((rc = setup_certs(ctx, ob->tls_verify_certificates,
1605         ob->tls_crl, host, TRUE, verify_callback_client)) != OK)
1606     return rc;
1607   client_verify_optional = TRUE;
1608   }
1609
1610 return OK;
1611 }
1612
1613
1614 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
1615 static int
1616 tlsa_lookup(host_item * host, dns_answer * dnsa,
1617   BOOL dane_required, BOOL * dane)
1618 {
1619 /* move this out to host.c given the similarity to dns_lookup() ? */
1620 uschar buffer[300];
1621 uschar * fullname = buffer;
1622
1623 /* TLSA lookup string */
1624 (void)sprintf(CS buffer, "_%d._tcp.%.256s", host->port, host->name);
1625
1626 switch (dns_lookup(dnsa, buffer, T_TLSA, &fullname))
1627   {
1628   case DNS_AGAIN:
1629     return DEFER; /* just defer this TLS'd conn */
1630
1631   default:
1632   case DNS_FAIL:
1633     if (dane_required)
1634       {
1635       log_write(0, LOG_MAIN, "DANE error: TLSA lookup failed");
1636       return FAIL;
1637       }
1638     break;
1639
1640   case DNS_SUCCEED:
1641     if (!dns_is_secure(dnsa))
1642       {
1643       log_write(0, LOG_MAIN, "DANE error: TLSA lookup not DNSSEC");
1644       return DEFER;
1645       }
1646     *dane = TRUE;
1647     break;
1648   }
1649 return OK;
1650 }
1651
1652
1653 static int
1654 dane_tlsa_load(SSL * ssl, host_item * host, dns_answer * dnsa)
1655 {
1656 dns_record * rr;
1657 dns_scan dnss;
1658 const char * hostnames[2] = { CS host->name, NULL };
1659 int found = 0;
1660
1661 if (DANESSL_init(ssl, NULL, hostnames) != 1)
1662   return tls_error(US"hostnames load", host, NULL);
1663
1664 for (rr = dns_next_rr(dnsa, &dnss, RESET_ANSWERS);
1665      rr;
1666      rr = dns_next_rr(dnsa, &dnss, RESET_NEXT)
1667     ) if (rr->type == T_TLSA)
1668   {
1669   uschar * p = rr->data;
1670   uint8_t usage, selector, mtype;
1671   const char * mdname;
1672
1673   found++;
1674   usage = *p++;
1675   selector = *p++;
1676   mtype = *p++;
1677
1678   switch (mtype)
1679     {
1680     default:
1681       log_write(0, LOG_MAIN,
1682                 "DANE error: TLSA record w/bad mtype 0x%x", mtype);
1683       return FAIL;
1684     case 0:     mdname = NULL; break;
1685     case 1:     mdname = "sha256"; break;
1686     case 2:     mdname = "sha512"; break;
1687     }
1688
1689   switch (DANESSL_add_tlsa(ssl, usage, selector, mdname, p, rr->size - 3))
1690     {
1691     default:
1692     case 0:     /* action not taken */
1693       return tls_error(US"tlsa load", host, NULL);
1694     case 1:     break;
1695     }
1696
1697   tls_out.tlsa_usage |= 1<<usage;
1698   }
1699
1700 if (found)
1701   return OK;
1702
1703 log_write(0, LOG_MAIN, "DANE error: No TLSA records");
1704 return FAIL;
1705 }
1706 #endif  /*EXPERIMENTAL_DANE*/
1707
1708
1709
1710 /*************************************************
1711 *    Start a TLS session in a client             *
1712 *************************************************/
1713
1714 /* Called from the smtp transport after STARTTLS has been accepted.
1715
1716 Argument:
1717   fd               the fd of the connection
1718   host             connected host (for messages)
1719   addr             the first address
1720   ob               smtp transport options
1721
1722 Returns:           OK on success
1723                    FAIL otherwise - note that tls_error() will not give DEFER
1724                      because this is not a server
1725 */
1726
1727 int
1728 tls_client_start(int fd, host_item *host, address_item *addr,
1729   void *v_ob)
1730 {
1731 smtp_transport_options_block * ob = v_ob;
1732 static uschar txt[256];
1733 uschar * expciphers;
1734 X509 * server_cert;
1735 int rc;
1736 static uschar cipherbuf[256];
1737
1738 #ifndef DISABLE_OCSP
1739 BOOL request_ocsp = FALSE;
1740 BOOL require_ocsp = FALSE;
1741 #endif
1742 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
1743 dns_answer tlsa_dnsa;
1744 BOOL dane = FALSE;
1745 BOOL dane_required;
1746 #endif
1747
1748 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
1749 tls_out.dane_verified = FALSE;
1750 tls_out.tlsa_usage = 0;
1751 dane_required = verify_check_this_host(&ob->hosts_require_dane, NULL,
1752                           host->name, host->address, NULL) == OK;
1753
1754 if (host->dnssec == DS_YES)
1755   {
1756   if(  dane_required
1757     || verify_check_this_host(&ob->hosts_try_dane, NULL,
1758                           host->name, host->address, NULL) == OK
1759     )
1760     if ((rc = tlsa_lookup(host, &tlsa_dnsa, dane_required, &dane)) != OK)
1761       return rc;
1762   }
1763 else if (dane_required)
1764   {
1765   /*XXX a shame we only find this after making tcp & smtp connection */
1766   /* move the test earlier? */
1767   log_write(0, LOG_MAIN, "DANE error: previous lookup not DNSSEC");
1768   return FAIL;
1769   }
1770 #endif
1771
1772 #ifndef DISABLE_OCSP
1773   {
1774   require_ocsp = verify_check_this_host(&ob->hosts_require_ocsp,
1775     NULL, host->name, host->address, NULL) == OK;
1776   request_ocsp = require_ocsp ? TRUE
1777     : verify_check_this_host(&ob->hosts_request_ocsp,
1778         NULL, host->name, host->address, NULL) == OK;
1779   }
1780 #endif
1781
1782 rc = tls_init(&client_ctx, host, NULL,
1783     ob->tls_certificate, ob->tls_privatekey,
1784 #ifndef DISABLE_OCSP
1785     (void *)(long)request_ocsp,
1786 #endif
1787     addr, &client_static_cbinfo);
1788 if (rc != OK) return rc;
1789
1790 tls_out.certificate_verified = FALSE;
1791 client_verify_callback_called = FALSE;
1792
1793 if (!expand_check(ob->tls_require_ciphers, US"tls_require_ciphers",
1794     &expciphers))
1795   return FAIL;
1796
1797 /* In OpenSSL, cipher components are separated by hyphens. In GnuTLS, they
1798 are separated by underscores. So that I can use either form in my tests, and
1799 also for general convenience, we turn underscores into hyphens here. */
1800
1801 if (expciphers != NULL)
1802   {
1803   uschar *s = expciphers;
1804   while (*s != 0) { if (*s == '_') *s = '-'; s++; }
1805   DEBUG(D_tls) debug_printf("required ciphers: %s\n", expciphers);
1806   if (!SSL_CTX_set_cipher_list(client_ctx, CS expciphers))
1807     return tls_error(US"SSL_CTX_set_cipher_list", host, NULL);
1808   }
1809
1810 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
1811 if (dane)
1812   {
1813   SSL_CTX_set_verify(client_ctx, SSL_VERIFY_PEER, verify_callback_client_dane);
1814
1815   if (!DANESSL_library_init())
1816     return tls_error(US"library init", host, NULL);
1817   if (DANESSL_CTX_init(client_ctx) <= 0)
1818     return tls_error(US"context init", host, NULL);
1819   }
1820 else
1821
1822 #endif
1823
1824   if ((rc = tls_client_basic_ctx_init(client_ctx, host, ob
1825 #ifdef EXPERIMENTAL_CERTNAMES
1826                                 , client_static_cbinfo
1827 #endif
1828                                 )) != OK)
1829     return rc;
1830
1831 if ((client_ssl = SSL_new(client_ctx)) == NULL)
1832   return tls_error(US"SSL_new", host, NULL);
1833 SSL_set_session_id_context(client_ssl, sid_ctx, Ustrlen(sid_ctx));
1834 SSL_set_fd(client_ssl, fd);
1835 SSL_set_connect_state(client_ssl);
1836
1837 if (ob->tls_sni)
1838   {
1839   if (!expand_check(ob->tls_sni, US"tls_sni", &tls_out.sni))
1840     return FAIL;
1841   if (tls_out.sni == NULL)
1842     {
1843     DEBUG(D_tls) debug_printf("Setting TLS SNI forced to fail, not sending\n");
1844     }
1845   else if (!Ustrlen(tls_out.sni))
1846     tls_out.sni = NULL;
1847   else
1848     {
1849 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
1850     DEBUG(D_tls) debug_printf("Setting TLS SNI \"%s\"\n", tls_out.sni);
1851     SSL_set_tlsext_host_name(client_ssl, tls_out.sni);
1852 #else
1853     DEBUG(D_tls)
1854       debug_printf("OpenSSL at build-time lacked SNI support, ignoring \"%s\"\n",
1855           tls_out.sni);
1856 #endif
1857     }
1858   }
1859
1860 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
1861 if (dane)
1862   if ((rc = dane_tlsa_load(client_ssl, host, &tlsa_dnsa)) != OK)
1863     return rc;
1864 #endif
1865
1866 #ifndef DISABLE_OCSP
1867 /* Request certificate status at connection-time.  If the server
1868 does OCSP stapling we will get the callback (set in tls_init()) */
1869 # ifdef EXPERIMENTAL_DANE
1870 if (request_ocsp)
1871   {
1872   const uschar * s;
1873   if (  (s = ob->hosts_require_ocsp) && Ustrstr(s, US"tls_out_tlsa_usage")
1874      || (s = ob->hosts_request_ocsp) && Ustrstr(s, US"tls_out_tlsa_usage")
1875      )
1876     {   /* Re-eval now $tls_out_tlsa_usage is populated.  If
1877         this means we avoid the OCSP request, we wasted the setup
1878         cost in tls_init(). */
1879     require_ocsp = verify_check_this_host(&ob->hosts_require_ocsp,
1880       NULL, host->name, host->address, NULL) == OK;
1881     request_ocsp = require_ocsp ? TRUE
1882       : verify_check_this_host(&ob->hosts_request_ocsp,
1883           NULL, host->name, host->address, NULL) == OK;
1884     }
1885   }
1886 # endif
1887
1888 if (request_ocsp)
1889   {
1890   SSL_set_tlsext_status_type(client_ssl, TLSEXT_STATUSTYPE_ocsp);
1891   client_static_cbinfo->u_ocsp.client.verify_required = require_ocsp;
1892   tls_out.ocsp = OCSP_NOT_RESP;
1893   }
1894 #endif
1895
1896
1897 /* There doesn't seem to be a built-in timeout on connection. */
1898
1899 DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling SSL_connect\n");
1900 sigalrm_seen = FALSE;
1901 alarm(ob->command_timeout);
1902 rc = SSL_connect(client_ssl);
1903 alarm(0);
1904
1905 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
1906 if (dane)
1907   DANESSL_cleanup(client_ssl);
1908 #endif
1909
1910 if (rc <= 0)
1911   return tls_error(US"SSL_connect", host, sigalrm_seen ? US"timed out" : NULL);
1912
1913 DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_connect succeeded\n");
1914
1915 /* Beware anonymous ciphers which lead to server_cert being NULL */
1916 /*XXX server_cert is never freed... use X509_free() */
1917 server_cert = SSL_get_peer_certificate (client_ssl);
1918 if (server_cert)
1919   {
1920   tls_out.peerdn = US X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(server_cert),
1921     CS txt, sizeof(txt));
1922   tls_out.peerdn = txt;         /*XXX a static buffer... */
1923   }
1924 else
1925   tls_out.peerdn = NULL;
1926
1927 construct_cipher_name(client_ssl, cipherbuf, sizeof(cipherbuf), &tls_out.bits);
1928 tls_out.cipher = cipherbuf;
1929
1930 /* Record the certificate we presented */
1931   {
1932   X509 * crt = SSL_get_certificate(client_ssl);
1933   tls_out.ourcert = crt ? X509_dup(crt) : NULL;
1934   }
1935
1936 tls_out.active = fd;
1937 return OK;
1938 }
1939
1940
1941
1942
1943
1944 /*************************************************
1945 *            TLS version of getc                 *
1946 *************************************************/
1947
1948 /* This gets the next byte from the TLS input buffer. If the buffer is empty,
1949 it refills the buffer via the SSL reading function.
1950
1951 Arguments:  none
1952 Returns:    the next character or EOF
1953
1954 Only used by the server-side TLS.
1955 */
1956
1957 int
1958 tls_getc(void)
1959 {
1960 if (ssl_xfer_buffer_lwm >= ssl_xfer_buffer_hwm)
1961   {
1962   int error;
1963   int inbytes;
1964
1965   DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling SSL_read(%p, %p, %u)\n", server_ssl,
1966     ssl_xfer_buffer, ssl_xfer_buffer_size);
1967
1968   if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(smtp_receive_timeout);
1969   inbytes = SSL_read(server_ssl, CS ssl_xfer_buffer, ssl_xfer_buffer_size);
1970   error = SSL_get_error(server_ssl, inbytes);
1971   alarm(0);
1972
1973   /* SSL_ERROR_ZERO_RETURN appears to mean that the SSL session has been
1974   closed down, not that the socket itself has been closed down. Revert to
1975   non-SSL handling. */
1976
1977   if (error == SSL_ERROR_ZERO_RETURN)
1978     {
1979     DEBUG(D_tls) debug_printf("Got SSL_ERROR_ZERO_RETURN\n");
1980
1981     receive_getc = smtp_getc;
1982     receive_ungetc = smtp_ungetc;
1983     receive_feof = smtp_feof;
1984     receive_ferror = smtp_ferror;
1985     receive_smtp_buffered = smtp_buffered;
1986
1987     SSL_free(server_ssl);
1988     server_ssl = NULL;
1989     tls_in.active = -1;
1990     tls_in.bits = 0;
1991     tls_in.cipher = NULL;
1992     tls_in.peerdn = NULL;
1993     tls_in.sni = NULL;
1994
1995     return smtp_getc();
1996     }
1997
1998   /* Handle genuine errors */
1999
2000   else if (error == SSL_ERROR_SSL)
2001     {
2002     ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
2003     log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error (SSL_read): %s", ssl_errstring);
2004     ssl_xfer_error = 1;
2005     return EOF;
2006     }
2007
2008   else if (error != SSL_ERROR_NONE)
2009     {
2010     DEBUG(D_tls) debug_printf("Got SSL error %d\n", error);
2011     ssl_xfer_error = 1;
2012     return EOF;
2013     }
2014
2015 #ifndef DISABLE_DKIM
2016   dkim_exim_verify_feed(ssl_xfer_buffer, inbytes);
2017 #endif
2018   ssl_xfer_buffer_hwm = inbytes;
2019   ssl_xfer_buffer_lwm = 0;
2020   }
2021
2022 /* Something in the buffer; return next uschar */
2023
2024 return ssl_xfer_buffer[ssl_xfer_buffer_lwm++];
2025 }
2026
2027
2028
2029 /*************************************************
2030 *          Read bytes from TLS channel           *
2031 *************************************************/
2032
2033 /*
2034 Arguments:
2035   buff      buffer of data
2036   len       size of buffer
2037
2038 Returns:    the number of bytes read
2039             -1 after a failed read
2040
2041 Only used by the client-side TLS.
2042 */
2043
2044 int
2045 tls_read(BOOL is_server, uschar *buff, size_t len)
2046 {
2047 SSL *ssl = is_server ? server_ssl : client_ssl;
2048 int inbytes;
2049 int error;
2050
2051 DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling SSL_read(%p, %p, %u)\n", ssl,
2052   buff, (unsigned int)len);
2053
2054 inbytes = SSL_read(ssl, CS buff, len);
2055 error = SSL_get_error(ssl, inbytes);
2056
2057 if (error == SSL_ERROR_ZERO_RETURN)
2058   {
2059   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got SSL_ERROR_ZERO_RETURN\n");
2060   return -1;
2061   }
2062 else if (error != SSL_ERROR_NONE)
2063   {
2064   return -1;
2065   }
2066
2067 return inbytes;
2068 }
2069
2070
2071
2072
2073
2074 /*************************************************
2075 *         Write bytes down TLS channel           *
2076 *************************************************/
2077
2078 /*
2079 Arguments:
2080   is_server channel specifier
2081   buff      buffer of data
2082   len       number of bytes
2083
2084 Returns:    the number of bytes after a successful write,
2085             -1 after a failed write
2086
2087 Used by both server-side and client-side TLS.
2088 */
2089
2090 int
2091 tls_write(BOOL is_server, const uschar *buff, size_t len)
2092 {
2093 int outbytes;
2094 int error;
2095 int left = len;
2096 SSL *ssl = is_server ? server_ssl : client_ssl;
2097
2098 DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_do_write(%p, %d)\n", buff, left);
2099 while (left > 0)
2100   {
2101   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_write(SSL, %p, %d)\n", buff, left);
2102   outbytes = SSL_write(ssl, CS buff, left);
2103   error = SSL_get_error(ssl, outbytes);
2104   DEBUG(D_tls) debug_printf("outbytes=%d error=%d\n", outbytes, error);
2105   switch (error)
2106     {
2107     case SSL_ERROR_SSL:
2108     ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
2109     log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error (SSL_write): %s", ssl_errstring);
2110     return -1;
2111
2112     case SSL_ERROR_NONE:
2113     left -= outbytes;
2114     buff += outbytes;
2115     break;
2116
2117     case SSL_ERROR_ZERO_RETURN:
2118     log_write(0, LOG_MAIN, "SSL channel closed on write");
2119     return -1;
2120
2121     case SSL_ERROR_SYSCALL:
2122     log_write(0, LOG_MAIN, "SSL_write: (from %s) syscall: %s",
2123       sender_fullhost ? sender_fullhost : US"<unknown>",
2124       strerror(errno));
2125
2126     default:
2127     log_write(0, LOG_MAIN, "SSL_write error %d", error);
2128     return -1;
2129     }
2130   }
2131 return len;
2132 }
2133
2134
2135
2136 /*************************************************
2137 *         Close down a TLS session               *
2138 *************************************************/
2139
2140 /* This is also called from within a delivery subprocess forked from the
2141 daemon, to shut down the TLS library, without actually doing a shutdown (which
2142 would tamper with the SSL session in the parent process).
2143
2144 Arguments:   TRUE if SSL_shutdown is to be called
2145 Returns:     nothing
2146
2147 Used by both server-side and client-side TLS.
2148 */
2149
2150 void
2151 tls_close(BOOL is_server, BOOL shutdown)
2152 {
2153 SSL **sslp = is_server ? &server_ssl : &client_ssl;
2154 int *fdp = is_server ? &tls_in.active : &tls_out.active;
2155
2156 if (*fdp < 0) return;  /* TLS was not active */
2157
2158 if (shutdown)
2159   {
2160   DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_close(): shutting down SSL\n");
2161   SSL_shutdown(*sslp);
2162   }
2163
2164 SSL_free(*sslp);
2165 *sslp = NULL;
2166
2167 *fdp = -1;
2168 }
2169
2170
2171
2172
2173 /*************************************************
2174 *  Let tls_require_ciphers be checked at startup *
2175 *************************************************/
2176
2177 /* The tls_require_ciphers option, if set, must be something which the
2178 library can parse.
2179
2180 Returns:     NULL on success, or error message
2181 */
2182
2183 uschar *
2184 tls_validate_require_cipher(void)
2185 {
2186 SSL_CTX *ctx;
2187 uschar *s, *expciphers, *err;
2188
2189 /* this duplicates from tls_init(), we need a better "init just global
2190 state, for no specific purpose" singleton function of our own */
2191
2192 SSL_load_error_strings();
2193 OpenSSL_add_ssl_algorithms();
2194 #if (OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x0090800fL) && !defined(OPENSSL_NO_SHA256)
2195 /* SHA256 is becoming ever more popular. This makes sure it gets added to the
2196 list of available digests. */
2197 EVP_add_digest(EVP_sha256());
2198 #endif
2199
2200 if (!(tls_require_ciphers && *tls_require_ciphers))
2201   return NULL;
2202
2203 if (!expand_check(tls_require_ciphers, US"tls_require_ciphers", &expciphers))
2204   return US"failed to expand tls_require_ciphers";
2205
2206 if (!(expciphers && *expciphers))
2207   return NULL;
2208
2209 /* normalisation ripped from above */
2210 s = expciphers;
2211 while (*s != 0) { if (*s == '_') *s = '-'; s++; }
2212
2213 err = NULL;
2214
2215 ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());
2216 if (!ctx)
2217   {
2218   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
2219   return string_sprintf("SSL_CTX_new() failed: %s", ssl_errstring);
2220   }
2221
2222 DEBUG(D_tls)
2223   debug_printf("tls_require_ciphers expands to \"%s\"\n", expciphers);
2224
2225 if (!SSL_CTX_set_cipher_list(ctx, CS expciphers))
2226   {
2227   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
2228   err = string_sprintf("SSL_CTX_set_cipher_list(%s) failed", expciphers);
2229   }
2230
2231 SSL_CTX_free(ctx);
2232
2233 return err;
2234 }
2235
2236
2237
2238
2239 /*************************************************
2240 *         Report the library versions.           *
2241 *************************************************/
2242
2243 /* There have historically been some issues with binary compatibility in
2244 OpenSSL libraries; if Exim (like many other applications) is built against
2245 one version of OpenSSL but the run-time linker picks up another version,
2246 it can result in serious failures, including crashing with a SIGSEGV.  So
2247 report the version found by the compiler and the run-time version.
2248
2249 Note: some OS vendors backport security fixes without changing the version
2250 number/string, and the version date remains unchanged.  The _build_ date
2251 will change, so we can more usefully assist with version diagnosis by also
2252 reporting the build date.
2253
2254 Arguments:   a FILE* to print the results to
2255 Returns:     nothing
2256 */
2257
2258 void
2259 tls_version_report(FILE *f)
2260 {
2261 fprintf(f, "Library version: OpenSSL: Compile: %s\n"
2262            "                          Runtime: %s\n"
2263            "                                 : %s\n",
2264            OPENSSL_VERSION_TEXT,
2265            SSLeay_version(SSLEAY_VERSION),
2266            SSLeay_version(SSLEAY_BUILT_ON));
2267 /* third line is 38 characters for the %s and the line is 73 chars long;
2268 the OpenSSL output includes a "built on: " prefix already. */
2269 }
2270
2271
2272
2273
2274 /*************************************************
2275 *            Random number generation            *
2276 *************************************************/
2277
2278 /* Pseudo-random number generation.  The result is not expected to be
2279 cryptographically strong but not so weak that someone will shoot themselves
2280 in the foot using it as a nonce in input in some email header scheme or
2281 whatever weirdness they'll twist this into.  The result should handle fork()
2282 and avoid repeating sequences.  OpenSSL handles that for us.
2283
2284 Arguments:
2285   max       range maximum
2286 Returns     a random number in range [0, max-1]
2287 */
2288
2289 int
2290 vaguely_random_number(int max)
2291 {
2292 unsigned int r;
2293 int i, needed_len;
2294 static pid_t pidlast = 0;
2295 pid_t pidnow;
2296 uschar *p;
2297 uschar smallbuf[sizeof(r)];
2298
2299 if (max <= 1)
2300   return 0;
2301
2302 pidnow = getpid();
2303 if (pidnow != pidlast)
2304   {
2305   /* Although OpenSSL documents that "OpenSSL makes sure that the PRNG state
2306   is unique for each thread", this doesn't apparently apply across processes,
2307   so our own warning from vaguely_random_number_fallback() applies here too.
2308   Fix per PostgreSQL. */
2309   if (pidlast != 0)
2310     RAND_cleanup();
2311   pidlast = pidnow;
2312   }
2313
2314 /* OpenSSL auto-seeds from /dev/random, etc, but this a double-check. */
2315 if (!RAND_status())
2316   {
2317   randstuff r;
2318   gettimeofday(&r.tv, NULL);
2319   r.p = getpid();
2320
2321   RAND_seed((uschar *)(&r), sizeof(r));
2322   }
2323 /* We're after pseudo-random, not random; if we still don't have enough data
2324 in the internal PRNG then our options are limited.  We could sleep and hope
2325 for entropy to come along (prayer technique) but if the system is so depleted
2326 in the first place then something is likely to just keep taking it.  Instead,
2327 we'll just take whatever little bit of pseudo-random we can still manage to
2328 get. */
2329
2330 needed_len = sizeof(r);
2331 /* Don't take 8 times more entropy than needed if int is 8 octets and we were
2332 asked for a number less than 10. */
2333 for (r = max, i = 0; r; ++i)
2334   r >>= 1;
2335 i = (i + 7) / 8;
2336 if (i < needed_len)
2337   needed_len = i;
2338
2339 /* We do not care if crypto-strong */
2340 i = RAND_pseudo_bytes(smallbuf, needed_len);
2341 if (i < 0)
2342   {
2343   DEBUG(D_all)
2344     debug_printf("OpenSSL RAND_pseudo_bytes() not supported by RAND method, using fallback.\n");
2345   return vaguely_random_number_fallback(max);
2346   }
2347
2348 r = 0;
2349 for (p = smallbuf; needed_len; --needed_len, ++p)
2350   {
2351   r *= 256;
2352   r += *p;
2353   }
2354
2355 /* We don't particularly care about weighted results; if someone wants
2356 smooth distribution and cares enough then they should submit a patch then. */
2357 return r % max;
2358 }
2359
2360
2361
2362
2363 /*************************************************
2364 *        OpenSSL option parse                    *
2365 *************************************************/
2366
2367 /* Parse one option for tls_openssl_options_parse below
2368
2369 Arguments:
2370   name    one option name
2371   value   place to store a value for it
2372 Returns   success or failure in parsing
2373 */
2374
2375 struct exim_openssl_option {
2376   uschar *name;
2377   long    value;
2378 };
2379 /* We could use a macro to expand, but we need the ifdef and not all the
2380 options document which version they were introduced in.  Policylet: include
2381 all options unless explicitly for DTLS, let the administrator choose which
2382 to apply.
2383
2384 This list is current as of:
2385   ==>  1.0.1b  <==
2386 Plus SSL_OP_SAFARI_ECDHE_ECDSA_BUG from 2013-June patch/discussion on openssl-dev
2387 */
2388 static struct exim_openssl_option exim_openssl_options[] = {
2389 /* KEEP SORTED ALPHABETICALLY! */
2390 #ifdef SSL_OP_ALL
2391   { US"all", SSL_OP_ALL },
2392 #endif
2393 #ifdef SSL_OP_ALLOW_UNSAFE_LEGACY_RENEGOTIATION
2394   { US"allow_unsafe_legacy_renegotiation", SSL_OP_ALLOW_UNSAFE_LEGACY_RENEGOTIATION },
2395 #endif
2396 #ifdef SSL_OP_CIPHER_SERVER_PREFERENCE
2397   { US"cipher_server_preference", SSL_OP_CIPHER_SERVER_PREFERENCE },
2398 #endif
2399 #ifdef SSL_OP_DONT_INSERT_EMPTY_FRAGMENTS
2400   { US"dont_insert_empty_fragments", SSL_OP_DONT_INSERT_EMPTY_FRAGMENTS },
2401 #endif
2402 #ifdef SSL_OP_EPHEMERAL_RSA
2403   { US"ephemeral_rsa", SSL_OP_EPHEMERAL_RSA },
2404 #endif
2405 #ifdef SSL_OP_LEGACY_SERVER_CONNECT
2406   { US"legacy_server_connect", SSL_OP_LEGACY_SERVER_CONNECT },
2407 #endif
2408 #ifdef SSL_OP_MICROSOFT_BIG_SSLV3_BUFFER
2409   { US"microsoft_big_sslv3_buffer", SSL_OP_MICROSOFT_BIG_SSLV3_BUFFER },
2410 #endif
2411 #ifdef SSL_OP_MICROSOFT_SESS_ID_BUG
2412   { US"microsoft_sess_id_bug", SSL_OP_MICROSOFT_SESS_ID_BUG },
2413 #endif
2414 #ifdef SSL_OP_MSIE_SSLV2_RSA_PADDING
2415   { US"msie_sslv2_rsa_padding", SSL_OP_MSIE_SSLV2_RSA_PADDING },
2416 #endif
2417 #ifdef SSL_OP_NETSCAPE_CHALLENGE_BUG
2418   { US"netscape_challenge_bug", SSL_OP_NETSCAPE_CHALLENGE_BUG },
2419 #endif
2420 #ifdef SSL_OP_NETSCAPE_REUSE_CIPHER_CHANGE_BUG
2421   { US"netscape_reuse_cipher_change_bug", SSL_OP_NETSCAPE_REUSE_CIPHER_CHANGE_BUG },
2422 #endif
2423 #ifdef SSL_OP_NO_COMPRESSION
2424   { US"no_compression", SSL_OP_NO_COMPRESSION },
2425 #endif
2426 #ifdef SSL_OP_NO_SESSION_RESUMPTION_ON_RENEGOTIATION
2427   { US"no_session_resumption_on_renegotiation", SSL_OP_NO_SESSION_RESUMPTION_ON_RENEGOTIATION },
2428 #endif
2429 #ifdef SSL_OP_NO_SSLv2
2430   { US"no_sslv2", SSL_OP_NO_SSLv2 },
2431 #endif
2432 #ifdef SSL_OP_NO_SSLv3
2433   { US"no_sslv3", SSL_OP_NO_SSLv3 },
2434 #endif
2435 #ifdef SSL_OP_NO_TICKET
2436   { US"no_ticket", SSL_OP_NO_TICKET },
2437 #endif
2438 #ifdef SSL_OP_NO_TLSv1
2439   { US"no_tlsv1", SSL_OP_NO_TLSv1 },
2440 #endif
2441 #ifdef SSL_OP_NO_TLSv1_1
2442 #if SSL_OP_NO_TLSv1_1 == 0x00000400L
2443   /* Error in chosen value in 1.0.1a; see first item in CHANGES for 1.0.1b */
2444 #warning OpenSSL 1.0.1a uses a bad value for SSL_OP_NO_TLSv1_1, ignoring
2445 #else
2446   { US"no_tlsv1_1", SSL_OP_NO_TLSv1_1 },
2447 #endif
2448 #endif
2449 #ifdef SSL_OP_NO_TLSv1_2
2450   { US"no_tlsv1_2", SSL_OP_NO_TLSv1_2 },
2451 #endif
2452 #ifdef SSL_OP_SAFARI_ECDHE_ECDSA_BUG
2453   { US"safari_ecdhe_ecdsa_bug", SSL_OP_SAFARI_ECDHE_ECDSA_BUG },
2454 #endif
2455 #ifdef SSL_OP_SINGLE_DH_USE
2456   { US"single_dh_use", SSL_OP_SINGLE_DH_USE },
2457 #endif
2458 #ifdef SSL_OP_SINGLE_ECDH_USE
2459   { US"single_ecdh_use", SSL_OP_SINGLE_ECDH_USE },
2460 #endif
2461 #ifdef SSL_OP_SSLEAY_080_CLIENT_DH_BUG
2462   { US"ssleay_080_client_dh_bug", SSL_OP_SSLEAY_080_CLIENT_DH_BUG },
2463 #endif
2464 #ifdef SSL_OP_SSLREF2_REUSE_CERT_TYPE_BUG
2465   { US"sslref2_reuse_cert_type_bug", SSL_OP_SSLREF2_REUSE_CERT_TYPE_BUG },
2466 #endif
2467 #ifdef SSL_OP_TLS_BLOCK_PADDING_BUG
2468   { US"tls_block_padding_bug", SSL_OP_TLS_BLOCK_PADDING_BUG },
2469 #endif
2470 #ifdef SSL_OP_TLS_D5_BUG
2471   { US"tls_d5_bug", SSL_OP_TLS_D5_BUG },
2472 #endif
2473 #ifdef SSL_OP_TLS_ROLLBACK_BUG
2474   { US"tls_rollback_bug", SSL_OP_TLS_ROLLBACK_BUG },
2475 #endif
2476 };
2477 static int exim_openssl_options_size =
2478   sizeof(exim_openssl_options)/sizeof(struct exim_openssl_option);
2479
2480
2481 static BOOL
2482 tls_openssl_one_option_parse(uschar *name, long *value)
2483 {
2484 int first = 0;
2485 int last = exim_openssl_options_size;
2486 while (last > first)
2487   {
2488   int middle = (first + last)/2;
2489   int c = Ustrcmp(name, exim_openssl_options[middle].name);
2490   if (c == 0)
2491     {
2492     *value = exim_openssl_options[middle].value;
2493     return TRUE;
2494     }
2495   else if (c > 0)
2496     first = middle + 1;
2497   else
2498     last = middle;
2499   }
2500 return FALSE;
2501 }
2502
2503
2504
2505
2506 /*************************************************
2507 *        OpenSSL option parsing logic            *
2508 *************************************************/
2509
2510 /* OpenSSL has a number of compatibility options which an administrator might
2511 reasonably wish to set.  Interpret a list similarly to decode_bits(), so that
2512 we look like log_selector.
2513
2514 Arguments:
2515   option_spec  the administrator-supplied string of options
2516   results      ptr to long storage for the options bitmap
2517 Returns        success or failure
2518 */
2519
2520 BOOL
2521 tls_openssl_options_parse(uschar *option_spec, long *results)
2522 {
2523 long result, item;
2524 uschar *s, *end;
2525 uschar keep_c;
2526 BOOL adding, item_parsed;
2527
2528 result = 0L;
2529 /* Prior to 4.80 we or'd in SSL_OP_DONT_INSERT_EMPTY_FRAGMENTS; removed
2530  * from default because it increases BEAST susceptibility. */
2531 #ifdef SSL_OP_NO_SSLv2
2532 result |= SSL_OP_NO_SSLv2;
2533 #endif
2534
2535 if (option_spec == NULL)
2536   {
2537   *results = result;
2538   return TRUE;
2539   }
2540
2541 for (s=option_spec; *s != '\0'; /**/)
2542   {
2543   while (isspace(*s)) ++s;
2544   if (*s == '\0')
2545     break;
2546   if (*s != '+' && *s != '-')
2547     {
2548     DEBUG(D_tls) debug_printf("malformed openssl option setting: "
2549         "+ or - expected but found \"%s\"\n", s);
2550     return FALSE;
2551     }
2552   adding = *s++ == '+';
2553   for (end = s; (*end != '\0') && !isspace(*end); ++end) /**/ ;
2554   keep_c = *end;
2555   *end = '\0';
2556   item_parsed = tls_openssl_one_option_parse(s, &item);
2557   if (!item_parsed)
2558     {
2559     DEBUG(D_tls) debug_printf("openssl option setting unrecognised: \"%s\"\n", s);
2560     return FALSE;
2561     }
2562   DEBUG(D_tls) debug_printf("openssl option, %s from %lx: %lx (%s)\n",
2563       adding ? "adding" : "removing", result, item, s);
2564   if (adding)
2565     result |= item;
2566   else
2567     result &= ~item;
2568   *end = keep_c;
2569   s = end;
2570   }
2571
2572 *results = result;
2573 return TRUE;
2574 }
2575
2576 /* vi: aw ai sw=2
2577 */
2578 /* End of tls-openssl.c */