de9c659a6ce8efdc67c682f38132b603efbf4afa
[exim.git] / src / src / tls-openssl.c
1 /*************************************************
2 *     Exim - an Internet mail transport agent    *
3 *************************************************/
4
5 /* Copyright (c) University of Cambridge 1995 - 2012 */
6 /* See the file NOTICE for conditions of use and distribution. */
7
8 /* This module provides the TLS (aka SSL) support for Exim using the OpenSSL
9 library. It is #included into the tls.c file when that library is used. The
10 code herein is based on a patch that was originally contributed by Steve
11 Haslam. It was adapted from stunnel, a GPL program by Michal Trojnara.
12
13 No cryptographic code is included in Exim. All this module does is to call
14 functions from the OpenSSL library. */
15
16
17 /* Heading stuff */
18
19 #include <openssl/lhash.h>
20 #include <openssl/ssl.h>
21 #include <openssl/err.h>
22 #include <openssl/rand.h>
23 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
24 #include <openssl/ocsp.h>
25 #endif
26
27 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
28 #define EXIM_OCSP_SKEW_SECONDS (300L)
29 #define EXIM_OCSP_MAX_AGE (-1L)
30 #endif
31
32 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x0090806fL && !defined(OPENSSL_NO_TLSEXT)
33 #define EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
34 #endif
35
36 /* Structure for collecting random data for seeding. */
37
38 typedef struct randstuff {
39   struct timeval tv;
40   pid_t          p;
41 } randstuff;
42
43 /* Local static variables */
44
45 static BOOL verify_callback_called = FALSE;
46 static const uschar *sid_ctx = US"exim";
47
48 static SSL_CTX *ctx = NULL;
49 static SSL_CTX *ctx_sni = NULL;
50 static SSL *ssl = NULL;
51
52 static char ssl_errstring[256];
53
54 static int  ssl_session_timeout = 200;
55 static BOOL verify_optional = FALSE;
56
57 static BOOL    reexpand_tls_files_for_sni = FALSE;
58
59
60 typedef struct tls_ext_ctx_cb {
61   uschar *certificate;
62   uschar *privatekey;
63 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
64   uschar *ocsp_file;
65   uschar *ocsp_file_expanded;
66   OCSP_RESPONSE *ocsp_response;
67 #endif
68   uschar *dhparam;
69   /* these are cached from first expand */
70   uschar *server_cipher_list;
71   /* only passed down to tls_error: */
72   host_item *host;
73 } tls_ext_ctx_cb;
74
75 /* should figure out a cleanup of API to handle state preserved per
76 implementation, for various reasons, which can be void * in the APIs.
77 For now, we hack around it. */
78 tls_ext_ctx_cb *static_cbinfo = NULL;
79
80 static int
81 setup_certs(SSL_CTX *sctx, uschar *certs, uschar *crl, host_item *host, BOOL optional);
82
83 /* Callbacks */
84 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
85 static int tls_servername_cb(SSL *s, int *ad ARG_UNUSED, void *arg);
86 #endif
87 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
88 static int tls_stapling_cb(SSL *s, void *arg);
89 #endif
90
91
92 /*************************************************
93 *               Handle TLS error                 *
94 *************************************************/
95
96 /* Called from lots of places when errors occur before actually starting to do
97 the TLS handshake, that is, while the session is still in clear. Always returns
98 DEFER for a server and FAIL for a client so that most calls can use "return
99 tls_error(...)" to do this processing and then give an appropriate return. A
100 single function is used for both server and client, because it is called from
101 some shared functions.
102
103 Argument:
104   prefix    text to include in the logged error
105   host      NULL if setting up a server;
106             the connected host if setting up a client
107   msg       error message or NULL if we should ask OpenSSL
108
109 Returns:    OK/DEFER/FAIL
110 */
111
112 static int
113 tls_error(uschar *prefix, host_item *host, uschar *msg)
114 {
115 if (msg == NULL)
116   {
117   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
118   msg = (uschar *)ssl_errstring;
119   }
120
121 if (host == NULL)
122   {
123   uschar *conn_info = smtp_get_connection_info();
124   if (Ustrncmp(conn_info, US"SMTP ", 5) == 0)
125     conn_info += 5;
126   log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error on %s (%s): %s",
127     conn_info, prefix, msg);
128   return DEFER;
129   }
130 else
131   {
132   log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error on connection to %s [%s] (%s): %s",
133     host->name, host->address, prefix, msg);
134   return FAIL;
135   }
136 }
137
138
139
140 /*************************************************
141 *        Callback to generate RSA key            *
142 *************************************************/
143
144 /*
145 Arguments:
146   s          SSL connection
147   export     not used
148   keylength  keylength
149
150 Returns:     pointer to generated key
151 */
152
153 static RSA *
154 rsa_callback(SSL *s, int export, int keylength)
155 {
156 RSA *rsa_key;
157 export = export;     /* Shut picky compilers up */
158 DEBUG(D_tls) debug_printf("Generating %d bit RSA key...\n", keylength);
159 rsa_key = RSA_generate_key(keylength, RSA_F4, NULL, NULL);
160 if (rsa_key == NULL)
161   {
162   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
163   log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC, "TLS error (RSA_generate_key): %s",
164     ssl_errstring);
165   return NULL;
166   }
167 return rsa_key;
168 }
169
170
171
172
173 /*************************************************
174 *        Callback for verification               *
175 *************************************************/
176
177 /* The SSL library does certificate verification if set up to do so. This
178 callback has the current yes/no state is in "state". If verification succeeded,
179 we set up the tls_peerdn string. If verification failed, what happens depends
180 on whether the client is required to present a verifiable certificate or not.
181
182 If verification is optional, we change the state to yes, but still log the
183 verification error. For some reason (it really would help to have proper
184 documentation of OpenSSL), this callback function then gets called again, this
185 time with state = 1. In fact, that's useful, because we can set up the peerdn
186 value, but we must take care not to set the private verified flag on the second
187 time through.
188
189 Note: this function is not called if the client fails to present a certificate
190 when asked. We get here only if a certificate has been received. Handling of
191 optional verification for this case is done when requesting SSL to verify, by
192 setting SSL_VERIFY_FAIL_IF_NO_PEER_CERT in the non-optional case.
193
194 Arguments:
195   state      current yes/no state as 1/0
196   x509ctx    certificate information.
197
198 Returns:     1 if verified, 0 if not
199 */
200
201 static int
202 verify_callback(int state, X509_STORE_CTX *x509ctx)
203 {
204 static uschar txt[256];
205
206 X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(x509ctx->current_cert),
207   CS txt, sizeof(txt));
208
209 if (state == 0)
210   {
211   log_write(0, LOG_MAIN, "SSL verify error: depth=%d error=%s cert=%s",
212     x509ctx->error_depth,
213     X509_verify_cert_error_string(x509ctx->error),
214     txt);
215   tls_certificate_verified = FALSE;
216   verify_callback_called = TRUE;
217   if (!verify_optional) return 0;    /* reject */
218   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL verify failure overridden (host in "
219     "tls_try_verify_hosts)\n");
220   return 1;                          /* accept */
221   }
222
223 if (x509ctx->error_depth != 0)
224   {
225   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL verify ok: depth=%d cert=%s\n",
226      x509ctx->error_depth, txt);
227   }
228 else
229   {
230   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL%s peer: %s\n",
231     verify_callback_called? "" : " authenticated", txt);
232   tls_peerdn = txt;
233   }
234
235 if (!verify_callback_called) tls_certificate_verified = TRUE;
236 verify_callback_called = TRUE;
237
238 return 1;   /* accept */
239 }
240
241
242
243 /*************************************************
244 *           Information callback                 *
245 *************************************************/
246
247 /* The SSL library functions call this from time to time to indicate what they
248 are doing. We copy the string to the debugging output when TLS debugging has
249 been requested.
250
251 Arguments:
252   s         the SSL connection
253   where
254   ret
255
256 Returns:    nothing
257 */
258
259 static void
260 info_callback(SSL *s, int where, int ret)
261 {
262 where = where;
263 ret = ret;
264 DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL info: %s\n", SSL_state_string_long(s));
265 }
266
267
268
269 /*************************************************
270 *                Initialize for DH               *
271 *************************************************/
272
273 /* If dhparam is set, expand it, and load up the parameters for DH encryption.
274
275 Arguments:
276   dhparam   DH parameter file
277   host      connected host, if client; NULL if server
278
279 Returns:    TRUE if OK (nothing to set up, or setup worked)
280 */
281
282 static BOOL
283 init_dh(uschar *dhparam, host_item *host)
284 {
285 BOOL yield = TRUE;
286 BIO *bio;
287 DH *dh;
288 uschar *dhexpanded;
289
290 if (!expand_check(dhparam, US"tls_dhparam", &dhexpanded))
291   return FALSE;
292
293 if (dhexpanded == NULL) return TRUE;
294
295 if ((bio = BIO_new_file(CS dhexpanded, "r")) == NULL)
296   {
297   tls_error(string_sprintf("could not read dhparams file %s", dhexpanded),
298     host, (uschar *)strerror(errno));
299   yield = FALSE;
300   }
301 else
302   {
303   if ((dh = PEM_read_bio_DHparams(bio, NULL, NULL, NULL)) == NULL)
304     {
305     tls_error(string_sprintf("could not read dhparams file %s", dhexpanded),
306       host, NULL);
307     yield = FALSE;
308     }
309   else
310     {
311     SSL_CTX_set_tmp_dh(ctx, dh);
312     DEBUG(D_tls)
313       debug_printf("Diffie-Hellman initialized from %s with %d-bit key\n",
314         dhexpanded, 8*DH_size(dh));
315     DH_free(dh);
316     }
317   BIO_free(bio);
318   }
319
320 return yield;
321 }
322
323
324
325
326 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
327 /*************************************************
328 *       Load OCSP information into state         *
329 *************************************************/
330
331 /* Called to load the OCSP response from the given file into memory, once
332 caller has determined this is needed.  Checks validity.  Debugs a message
333 if invalid.
334
335 ASSUMES: single response, for single cert.
336
337 Arguments:
338   sctx            the SSL_CTX* to update
339   cbinfo          various parts of session state
340   expanded        the filename putatively holding an OCSP response
341
342 */
343
344 static void
345 ocsp_load_response(SSL_CTX *sctx,
346     tls_ext_ctx_cb *cbinfo,
347     const uschar *expanded)
348 {
349 BIO *bio;
350 OCSP_RESPONSE *resp;
351 OCSP_BASICRESP *basic_response;
352 OCSP_SINGLERESP *single_response;
353 ASN1_GENERALIZEDTIME *rev, *thisupd, *nextupd;
354 X509_STORE *store;
355 unsigned long verify_flags;
356 int status, reason, i;
357
358 cbinfo->ocsp_file_expanded = string_copy(expanded);
359 if (cbinfo->ocsp_response)
360   {
361   OCSP_RESPONSE_free(cbinfo->ocsp_response);
362   cbinfo->ocsp_response = NULL;
363   }
364
365 bio = BIO_new_file(CS cbinfo->ocsp_file_expanded, "rb");
366 if (!bio)
367   {
368   DEBUG(D_tls) debug_printf("Failed to open OCSP response file \"%s\"\n",
369       cbinfo->ocsp_file_expanded);
370   return;
371   }
372
373 resp = d2i_OCSP_RESPONSE_bio(bio, NULL);
374 BIO_free(bio);
375 if (!resp)
376   {
377   DEBUG(D_tls) debug_printf("Error reading OCSP response.\n");
378   return;
379   }
380
381 status = OCSP_response_status(resp);
382 if (status != OCSP_RESPONSE_STATUS_SUCCESSFUL)
383   {
384   DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP response not valid: %s (%d)\n",
385       OCSP_response_status_str(status), status);
386   return;
387   }
388
389 basic_response = OCSP_response_get1_basic(resp);
390 if (!basic_response)
391   {
392   DEBUG(D_tls)
393     debug_printf("OCSP response parse error: unable to extract basic response.\n");
394   return;
395   }
396
397 store = SSL_CTX_get_cert_store(sctx);
398 verify_flags = OCSP_NOVERIFY; /* check sigs, but not purpose */
399
400 /* May need to expose ability to adjust those flags?
401 OCSP_NOSIGS OCSP_NOVERIFY OCSP_NOCHAIN OCSP_NOCHECKS OCSP_NOEXPLICIT
402 OCSP_TRUSTOTHER OCSP_NOINTERN */
403
404 i = OCSP_basic_verify(basic_response, NULL, store, verify_flags);
405 if (i <= 0)
406   {
407   DEBUG(D_tls) {
408     ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
409     debug_printf("OCSP response verify failure: %s\n", US ssl_errstring);
410   }
411   return;
412   }
413
414 /* Here's the simplifying assumption: there's only one response, for the
415 one certificate we use, and nothing for anything else in a chain.  If this
416 proves false, we need to extract a cert id from our issued cert
417 (tls_certificate) and use that for OCSP_resp_find_status() (which finds the
418 right cert in the stack and then calls OCSP_single_get0_status()).
419
420 I'm hoping to avoid reworking a bunch more of how we handle state here. */
421 single_response = OCSP_resp_get0(basic_response, 0);
422 if (!single_response)
423   {
424   DEBUG(D_tls)
425     debug_printf("Unable to get first response from OCSP basic response.\n");
426   return;
427   }
428
429 status = OCSP_single_get0_status(single_response, &reason, &rev, &thisupd, &nextupd);
430 /* how does this status differ from the one above? */
431 if (status != OCSP_RESPONSE_STATUS_SUCCESSFUL)
432   {
433   DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP response not valid (take 2): %s (%d)\n",
434       OCSP_response_status_str(status), status);
435   return;
436   }
437
438 if (!OCSP_check_validity(thisupd, nextupd, EXIM_OCSP_SKEW_SECONDS, EXIM_OCSP_MAX_AGE))
439   {
440   DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP status invalid times.\n");
441   return;
442   }
443
444 cbinfo->ocsp_response = resp;
445 }
446 #endif
447
448
449
450
451 /*************************************************
452 *        Expand key and cert file specs          *
453 *************************************************/
454
455 /* Called once during tls_init and possibly againt during TLS setup, for a
456 new context, if Server Name Indication was used and tls_sni was seen in
457 the certificate string.
458
459 Arguments:
460   sctx            the SSL_CTX* to update
461   cbinfo          various parts of session state
462
463 Returns:          OK/DEFER/FAIL
464 */
465
466 static int
467 tls_expand_session_files(SSL_CTX *sctx, tls_ext_ctx_cb *cbinfo)
468 {
469 uschar *expanded;
470
471 if (cbinfo->certificate == NULL)
472   return OK;
473
474 if (Ustrstr(cbinfo->certificate, US"tls_sni"))
475   reexpand_tls_files_for_sni = TRUE;
476
477 if (!expand_check(cbinfo->certificate, US"tls_certificate", &expanded))
478   return DEFER;
479
480 if (expanded != NULL)
481   {
482   DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_certificate file %s\n", expanded);
483   if (!SSL_CTX_use_certificate_chain_file(sctx, CS expanded))
484     return tls_error(string_sprintf(
485       "SSL_CTX_use_certificate_chain_file file=%s", expanded),
486         cbinfo->host, NULL);
487   }
488
489 if (cbinfo->privatekey != NULL &&
490     !expand_check(cbinfo->privatekey, US"tls_privatekey", &expanded))
491   return DEFER;
492
493 /* If expansion was forced to fail, key_expanded will be NULL. If the result
494 of the expansion is an empty string, ignore it also, and assume the private
495 key is in the same file as the certificate. */
496
497 if (expanded != NULL && *expanded != 0)
498   {
499   DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_privatekey file %s\n", expanded);
500   if (!SSL_CTX_use_PrivateKey_file(sctx, CS expanded, SSL_FILETYPE_PEM))
501     return tls_error(string_sprintf(
502       "SSL_CTX_use_PrivateKey_file file=%s", expanded), cbinfo->host, NULL);
503   }
504
505 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
506 if (cbinfo->ocsp_file != NULL)
507   {
508   if (!expand_check(cbinfo->ocsp_file, US"tls_ocsp_file", &expanded))
509     return DEFER;
510
511   if (expanded != NULL && *expanded != 0)
512     {
513     DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_ocsp_file %s\n", expanded);
514     if (cbinfo->ocsp_file_expanded &&
515         (Ustrcmp(expanded, cbinfo->ocsp_file_expanded) == 0))
516       {
517       DEBUG(D_tls)
518         debug_printf("tls_ocsp_file value unchanged, using existing values.\n");
519       } else {
520         ocsp_load_response(sctx, cbinfo, expanded);
521       }
522     }
523   }
524 #endif
525
526 return OK;
527 }
528
529
530
531
532 /*************************************************
533 *            Callback to handle SNI              *
534 *************************************************/
535
536 /* Called when acting as server during the TLS session setup if a Server Name
537 Indication extension was sent by the client.
538
539 API documentation is OpenSSL s_server.c implementation.
540
541 Arguments:
542   s               SSL* of the current session
543   ad              unknown (part of OpenSSL API) (unused)
544   arg             Callback of "our" registered data
545
546 Returns:          SSL_TLSEXT_ERR_{OK,ALERT_WARNING,ALERT_FATAL,NOACK}
547 */
548
549 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
550 static int
551 tls_servername_cb(SSL *s, int *ad ARG_UNUSED, void *arg)
552 {
553 const char *servername = SSL_get_servername(s, TLSEXT_NAMETYPE_host_name);
554 tls_ext_ctx_cb *cbinfo = (tls_ext_ctx_cb *) arg;
555 int rc;
556 int old_pool = store_pool;
557
558 if (!servername)
559   return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
560
561 DEBUG(D_tls) debug_printf("Received TLS SNI \"%s\"%s\n", servername,
562     reexpand_tls_files_for_sni ? "" : " (unused for certificate selection)");
563
564 /* Make the extension value available for expansion */
565 store_pool = POOL_PERM;
566 tls_sni = string_copy(US servername);
567 store_pool = old_pool;
568
569 if (!reexpand_tls_files_for_sni)
570   return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
571
572 /* Can't find an SSL_CTX_clone() or equivalent, so we do it manually;
573 not confident that memcpy wouldn't break some internal reference counting.
574 Especially since there's a references struct member, which would be off. */
575
576 ctx_sni = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());
577 if (!ctx_sni)
578   {
579   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
580   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_CTX_new() failed: %s\n", ssl_errstring);
581   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
582   }
583
584 /* Not sure how many of these are actually needed, since SSL object
585 already exists.  Might even need this selfsame callback, for reneg? */
586
587 SSL_CTX_set_info_callback(ctx_sni, SSL_CTX_get_info_callback(ctx));
588 SSL_CTX_set_mode(ctx_sni, SSL_CTX_get_mode(ctx));
589 SSL_CTX_set_options(ctx_sni, SSL_CTX_get_options(ctx));
590 SSL_CTX_set_timeout(ctx_sni, SSL_CTX_get_timeout(ctx));
591 SSL_CTX_set_tlsext_servername_callback(ctx_sni, tls_servername_cb);
592 SSL_CTX_set_tlsext_servername_arg(ctx_sni, cbinfo);
593 if (cbinfo->server_cipher_list)
594   SSL_CTX_set_cipher_list(ctx_sni, CS cbinfo->server_cipher_list);
595 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
596 if (cbinfo->ocsp_file)
597   {
598   SSL_CTX_set_tlsext_status_cb(ctx_sni, tls_stapling_cb);
599   SSL_CTX_set_tlsext_status_arg(ctx, cbinfo);
600   }
601 #endif
602
603 rc = setup_certs(ctx_sni, tls_verify_certificates, tls_crl, NULL, FALSE);
604 if (rc != OK) return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
605
606 /* do this after setup_certs, because this can require the certs for verifying
607 OCSP information. */
608 rc = tls_expand_session_files(ctx_sni, cbinfo);
609 if (rc != OK) return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
610
611 DEBUG(D_tls) debug_printf("Switching SSL context.\n");
612 SSL_set_SSL_CTX(s, ctx_sni);
613
614 return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
615 }
616 #endif /* EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT */
617
618
619
620
621 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
622 /*************************************************
623 *        Callback to handle OCSP Stapling        *
624 *************************************************/
625
626 /* Called when acting as server during the TLS session setup if the client
627 requests OCSP information with a Certificate Status Request.
628
629 Documentation via openssl s_server.c and the Apache patch from the OpenSSL
630 project.
631
632 */
633
634 static int
635 tls_stapling_cb(SSL *s, void *arg)
636 {
637 const tls_ext_ctx_cb *cbinfo = (tls_ext_ctx_cb *) arg;
638 uschar *response_der;
639 int response_der_len;
640
641 DEBUG(D_tls) debug_printf("Received TLS status request (OCSP stapling); %s response.\n",
642     cbinfo->ocsp_response ? "have" : "lack");
643 if (!cbinfo->ocsp_response)
644   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
645
646 response_der = NULL;
647 response_der_len = i2d_OCSP_RESPONSE(cbinfo->ocsp_response, &response_der);
648 if (response_der_len <= 0)
649   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
650
651 SSL_set_tlsext_status_ocsp_resp(ssl, response_der, response_der_len);
652 return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
653 }
654
655 #endif /* EXPERIMENTAL_OCSP */
656
657
658
659
660 /*************************************************
661 *            Initialize for TLS                  *
662 *************************************************/
663
664 /* Called from both server and client code, to do preliminary initialization of
665 the library.
666
667 Arguments:
668   host            connected host, if client; NULL if server
669   dhparam         DH parameter file
670   certificate     certificate file
671   privatekey      private key
672   addr            address if client; NULL if server (for some randomness)
673
674 Returns:          OK/DEFER/FAIL
675 */
676
677 static int
678 tls_init(host_item *host, uschar *dhparam, uschar *certificate,
679   uschar *privatekey,
680 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
681   uschar *ocsp_file,
682 #endif
683   address_item *addr)
684 {
685 long init_options;
686 int rc;
687 BOOL okay;
688 tls_ext_ctx_cb *cbinfo;
689
690 cbinfo = store_malloc(sizeof(tls_ext_ctx_cb));
691 cbinfo->certificate = certificate;
692 cbinfo->privatekey = privatekey;
693 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
694 cbinfo->ocsp_file = ocsp_file;
695 #endif
696 cbinfo->dhparam = dhparam;
697 cbinfo->host = host;
698
699 SSL_load_error_strings();          /* basic set up */
700 OpenSSL_add_ssl_algorithms();
701
702 #if (OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x0090800fL) && !defined(OPENSSL_NO_SHA256)
703 /* SHA256 is becoming ever more popular. This makes sure it gets added to the
704 list of available digests. */
705 EVP_add_digest(EVP_sha256());
706 #endif
707
708 /* Create a context */
709
710 ctx = SSL_CTX_new((host == NULL)?
711   SSLv23_server_method() : SSLv23_client_method());
712
713 if (ctx == NULL) return tls_error(US"SSL_CTX_new", host, NULL);
714
715 /* It turns out that we need to seed the random number generator this early in
716 order to get the full complement of ciphers to work. It took me roughly a day
717 of work to discover this by experiment.
718
719 On systems that have /dev/urandom, SSL may automatically seed itself from
720 there. Otherwise, we have to make something up as best we can. Double check
721 afterwards. */
722
723 if (!RAND_status())
724   {
725   randstuff r;
726   gettimeofday(&r.tv, NULL);
727   r.p = getpid();
728
729   RAND_seed((uschar *)(&r), sizeof(r));
730   RAND_seed((uschar *)big_buffer, big_buffer_size);
731   if (addr != NULL) RAND_seed((uschar *)addr, sizeof(addr));
732
733   if (!RAND_status())
734     return tls_error(US"RAND_status", host,
735       US"unable to seed random number generator");
736   }
737
738 /* Set up the information callback, which outputs if debugging is at a suitable
739 level. */
740
741 SSL_CTX_set_info_callback(ctx, (void (*)())info_callback);
742
743 /* Automatically re-try reads/writes after renegotiation. */
744 (void) SSL_CTX_set_mode(ctx, SSL_MODE_AUTO_RETRY);
745
746 /* Apply administrator-supplied work-arounds.
747 Historically we applied just one requested option,
748 SSL_OP_DONT_INSERT_EMPTY_FRAGMENTS, but when bug 994 requested a second, we
749 moved to an administrator-controlled list of options to specify and
750 grandfathered in the first one as the default value for "openssl_options".
751
752 No OpenSSL version number checks: the options we accept depend upon the
753 availability of the option value macros from OpenSSL.  */
754
755 okay = tls_openssl_options_parse(openssl_options, &init_options);
756 if (!okay)
757   return tls_error(US"openssl_options parsing failed", host, NULL);
758
759 if (init_options)
760   {
761   DEBUG(D_tls) debug_printf("setting SSL CTX options: %#lx\n", init_options);
762   if (!(SSL_CTX_set_options(ctx, init_options)))
763     return tls_error(string_sprintf(
764           "SSL_CTX_set_option(%#lx)", init_options), host, NULL);
765   }
766 else
767   DEBUG(D_tls) debug_printf("no SSL CTX options to set\n");
768
769 /* Initialize with DH parameters if supplied */
770
771 if (!init_dh(dhparam, host)) return DEFER;
772
773 /* Set up certificate and key (and perhaps OCSP info) */
774
775 rc = tls_expand_session_files(ctx, cbinfo);
776 if (rc != OK) return rc;
777
778 /* If we need to handle SNI, do so */
779 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
780 if (host == NULL)
781   {
782 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
783   /* We check ocsp_file, not ocsp_response, because we care about if
784   the option exists, not what the current expansion might be, as SNI might
785   change the certificate and OCSP file in use between now and the time the
786   callback is invoked. */
787   if (cbinfo->ocsp_file)
788     {
789     SSL_CTX_set_tlsext_status_cb(ctx, tls_stapling_cb);
790     SSL_CTX_set_tlsext_status_arg(ctx, cbinfo);
791     }
792 #endif
793   /* We always do this, so that $tls_sni is available even if not used in
794   tls_certificate */
795   SSL_CTX_set_tlsext_servername_callback(ctx, tls_servername_cb);
796   SSL_CTX_set_tlsext_servername_arg(ctx, cbinfo);
797   }
798 #endif
799
800 /* Set up the RSA callback */
801
802 SSL_CTX_set_tmp_rsa_callback(ctx, rsa_callback);
803
804 /* Finally, set the timeout, and we are done */
805
806 SSL_CTX_set_timeout(ctx, ssl_session_timeout);
807 DEBUG(D_tls) debug_printf("Initialized TLS\n");
808
809 static_cbinfo = cbinfo;
810
811 return OK;
812 }
813
814
815
816
817 /*************************************************
818 *           Get name of cipher in use            *
819 *************************************************/
820
821 /* The answer is left in a static buffer, and tls_cipher is set to point
822 to it.
823
824 Argument:   pointer to an SSL structure for the connection
825 Returns:    nothing
826 */
827
828 static void
829 construct_cipher_name(SSL *ssl)
830 {
831 static uschar cipherbuf[256];
832 /* With OpenSSL 1.0.0a, this needs to be const but the documentation doesn't
833 yet reflect that.  It should be a safe change anyway, even 0.9.8 versions have
834 the accessor functions use const in the prototype. */
835 const SSL_CIPHER *c;
836 uschar *ver;
837
838 switch (ssl->session->ssl_version)
839   {
840   case SSL2_VERSION:
841   ver = US"SSLv2";
842   break;
843
844   case SSL3_VERSION:
845   ver = US"SSLv3";
846   break;
847
848   case TLS1_VERSION:
849   ver = US"TLSv1";
850   break;
851
852 #ifdef TLS1_1_VERSION
853   case TLS1_1_VERSION:
854   ver = US"TLSv1.1";
855   break;
856 #endif
857
858 #ifdef TLS1_2_VERSION
859   case TLS1_2_VERSION:
860   ver = US"TLSv1.2";
861   break;
862 #endif
863
864   default:
865   ver = US"UNKNOWN";
866   }
867
868 c = (const SSL_CIPHER *) SSL_get_current_cipher(ssl);
869 SSL_CIPHER_get_bits(c, &tls_bits);
870
871 string_format(cipherbuf, sizeof(cipherbuf), "%s:%s:%u", ver,
872   SSL_CIPHER_get_name(c), tls_bits);
873 tls_cipher = cipherbuf;
874
875 DEBUG(D_tls) debug_printf("Cipher: %s\n", cipherbuf);
876 }
877
878
879
880
881
882 /*************************************************
883 *        Set up for verifying certificates       *
884 *************************************************/
885
886 /* Called by both client and server startup
887
888 Arguments:
889   sctx          SSL_CTX* to initialise
890   certs         certs file or NULL
891   crl           CRL file or NULL
892   host          NULL in a server; the remote host in a client
893   optional      TRUE if called from a server for a host in tls_try_verify_hosts;
894                 otherwise passed as FALSE
895
896 Returns:        OK/DEFER/FAIL
897 */
898
899 static int
900 setup_certs(SSL_CTX *sctx, uschar *certs, uschar *crl, host_item *host, BOOL optional)
901 {
902 uschar *expcerts, *expcrl;
903
904 if (!expand_check(certs, US"tls_verify_certificates", &expcerts))
905   return DEFER;
906
907 if (expcerts != NULL)
908   {
909   struct stat statbuf;
910   if (!SSL_CTX_set_default_verify_paths(sctx))
911     return tls_error(US"SSL_CTX_set_default_verify_paths", host, NULL);
912
913   if (Ustat(expcerts, &statbuf) < 0)
914     {
915     log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
916       "failed to stat %s for certificates", expcerts);
917     return DEFER;
918     }
919   else
920     {
921     uschar *file, *dir;
922     if ((statbuf.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR)
923       { file = NULL; dir = expcerts; }
924     else
925       { file = expcerts; dir = NULL; }
926
927     /* If a certificate file is empty, the next function fails with an
928     unhelpful error message. If we skip it, we get the correct behaviour (no
929     certificates are recognized, but the error message is still misleading (it
930     says no certificate was supplied.) But this is better. */
931
932     if ((file == NULL || statbuf.st_size > 0) &&
933           !SSL_CTX_load_verify_locations(sctx, CS file, CS dir))
934       return tls_error(US"SSL_CTX_load_verify_locations", host, NULL);
935
936     if (file != NULL)
937       {
938       SSL_CTX_set_client_CA_list(sctx, SSL_load_client_CA_file(CS file));
939       }
940     }
941
942   /* Handle a certificate revocation list. */
943
944   #if OPENSSL_VERSION_NUMBER > 0x00907000L
945
946   /* This bit of code is now the version supplied by Lars Mainka. (I have
947    * merely reformatted it into the Exim code style.)
948
949    * "From here I changed the code to add support for multiple crl's
950    * in pem format in one file or to support hashed directory entries in
951    * pem format instead of a file. This method now uses the library function
952    * X509_STORE_load_locations to add the CRL location to the SSL context.
953    * OpenSSL will then handle the verify against CA certs and CRLs by
954    * itself in the verify callback." */
955
956   if (!expand_check(crl, US"tls_crl", &expcrl)) return DEFER;
957   if (expcrl != NULL && *expcrl != 0)
958     {
959     struct stat statbufcrl;
960     if (Ustat(expcrl, &statbufcrl) < 0)
961       {
962       log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
963         "failed to stat %s for certificates revocation lists", expcrl);
964       return DEFER;
965       }
966     else
967       {
968       /* is it a file or directory? */
969       uschar *file, *dir;
970       X509_STORE *cvstore = SSL_CTX_get_cert_store(sctx);
971       if ((statbufcrl.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR)
972         {
973         file = NULL;
974         dir = expcrl;
975         DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL CRL value is a directory %s\n", dir);
976         }
977       else
978         {
979         file = expcrl;
980         dir = NULL;
981         DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL CRL value is a file %s\n", file);
982         }
983       if (X509_STORE_load_locations(cvstore, CS file, CS dir) == 0)
984         return tls_error(US"X509_STORE_load_locations", host, NULL);
985
986       /* setting the flags to check against the complete crl chain */
987
988       X509_STORE_set_flags(cvstore,
989         X509_V_FLAG_CRL_CHECK|X509_V_FLAG_CRL_CHECK_ALL);
990       }
991     }
992
993   #endif  /* OPENSSL_VERSION_NUMBER > 0x00907000L */
994
995   /* If verification is optional, don't fail if no certificate */
996
997   SSL_CTX_set_verify(sctx,
998     SSL_VERIFY_PEER | (optional? 0 : SSL_VERIFY_FAIL_IF_NO_PEER_CERT),
999     verify_callback);
1000   }
1001
1002 return OK;
1003 }
1004
1005
1006
1007 /*************************************************
1008 *       Start a TLS session in a server          *
1009 *************************************************/
1010
1011 /* This is called when Exim is running as a server, after having received
1012 the STARTTLS command. It must respond to that command, and then negotiate
1013 a TLS session.
1014
1015 Arguments:
1016   require_ciphers   allowed ciphers
1017
1018 Returns:            OK on success
1019                     DEFER for errors before the start of the negotiation
1020                     FAIL for errors during the negotation; the server can't
1021                       continue running.
1022 */
1023
1024 int
1025 tls_server_start(const uschar *require_ciphers)
1026 {
1027 int rc;
1028 uschar *expciphers;
1029 tls_ext_ctx_cb *cbinfo;
1030
1031 /* Check for previous activation */
1032
1033 if (tls_active >= 0)
1034   {
1035   tls_error(US"STARTTLS received after TLS started", NULL, US"");
1036   smtp_printf("554 Already in TLS\r\n");
1037   return FAIL;
1038   }
1039
1040 /* Initialize the SSL library. If it fails, it will already have logged
1041 the error. */
1042
1043 rc = tls_init(NULL, tls_dhparam, tls_certificate, tls_privatekey,
1044 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
1045     tls_ocsp_file,
1046 #endif
1047     NULL);
1048 if (rc != OK) return rc;
1049 cbinfo = static_cbinfo;
1050
1051 if (!expand_check(require_ciphers, US"tls_require_ciphers", &expciphers))
1052   return FAIL;
1053
1054 /* In OpenSSL, cipher components are separated by hyphens. In GnuTLS, they
1055 were historically separated by underscores. So that I can use either form in my
1056 tests, and also for general convenience, we turn underscores into hyphens here.
1057 */
1058
1059 if (expciphers != NULL)
1060   {
1061   uschar *s = expciphers;
1062   while (*s != 0) { if (*s == '_') *s = '-'; s++; }
1063   DEBUG(D_tls) debug_printf("required ciphers: %s\n", expciphers);
1064   if (!SSL_CTX_set_cipher_list(ctx, CS expciphers))
1065     return tls_error(US"SSL_CTX_set_cipher_list", NULL, NULL);
1066   cbinfo->server_cipher_list = expciphers;
1067   }
1068
1069 /* If this is a host for which certificate verification is mandatory or
1070 optional, set up appropriately. */
1071
1072 tls_certificate_verified = FALSE;
1073 verify_callback_called = FALSE;
1074
1075 if (verify_check_host(&tls_verify_hosts) == OK)
1076   {
1077   rc = setup_certs(ctx, tls_verify_certificates, tls_crl, NULL, FALSE);
1078   if (rc != OK) return rc;
1079   verify_optional = FALSE;
1080   }
1081 else if (verify_check_host(&tls_try_verify_hosts) == OK)
1082   {
1083   rc = setup_certs(ctx, tls_verify_certificates, tls_crl, NULL, TRUE);
1084   if (rc != OK) return rc;
1085   verify_optional = TRUE;
1086   }
1087
1088 /* Prepare for new connection */
1089
1090 if ((ssl = SSL_new(ctx)) == NULL) return tls_error(US"SSL_new", NULL, NULL);
1091
1092 /* Warning: we used to SSL_clear(ssl) here, it was removed.
1093  *
1094  * With the SSL_clear(), we get strange interoperability bugs with
1095  * OpenSSL 1.0.1b and TLS1.1/1.2.  It looks as though this may be a bug in
1096  * OpenSSL itself, as a clear should not lead to inability to follow protocols.
1097  *
1098  * The SSL_clear() call is to let an existing SSL* be reused, typically after
1099  * session shutdown.  In this case, we have a brand new object and there's no
1100  * obvious reason to immediately clear it.  I'm guessing that this was
1101  * originally added because of incomplete initialisation which the clear fixed,
1102  * in some historic release.
1103  */
1104
1105 /* Set context and tell client to go ahead, except in the case of TLS startup
1106 on connection, where outputting anything now upsets the clients and tends to
1107 make them disconnect. We need to have an explicit fflush() here, to force out
1108 the response. Other smtp_printf() calls do not need it, because in non-TLS
1109 mode, the fflush() happens when smtp_getc() is called. */
1110
1111 SSL_set_session_id_context(ssl, sid_ctx, Ustrlen(sid_ctx));
1112 if (!tls_on_connect)
1113   {
1114   smtp_printf("220 TLS go ahead\r\n");
1115   fflush(smtp_out);
1116   }
1117
1118 /* Now negotiate the TLS session. We put our own timer on it, since it seems
1119 that the OpenSSL library doesn't. */
1120
1121 SSL_set_wfd(ssl, fileno(smtp_out));
1122 SSL_set_rfd(ssl, fileno(smtp_in));
1123 SSL_set_accept_state(ssl);
1124
1125 DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling SSL_accept\n");
1126
1127 sigalrm_seen = FALSE;
1128 if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(smtp_receive_timeout);
1129 rc = SSL_accept(ssl);
1130 alarm(0);
1131
1132 if (rc <= 0)
1133   {
1134   tls_error(US"SSL_accept", NULL, sigalrm_seen ? US"timed out" : NULL);
1135   if (ERR_get_error() == 0)
1136     log_write(0, LOG_MAIN,
1137         "TLS client disconnected cleanly (rejected our certificate?)");
1138   return FAIL;
1139   }
1140
1141 DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_accept was successful\n");
1142
1143 /* TLS has been set up. Adjust the input functions to read via TLS,
1144 and initialize things. */
1145
1146 construct_cipher_name(ssl);
1147
1148 DEBUG(D_tls)
1149   {
1150   uschar buf[2048];
1151   if (SSL_get_shared_ciphers(ssl, CS buf, sizeof(buf)) != NULL)
1152     debug_printf("Shared ciphers: %s\n", buf);
1153   }
1154
1155
1156 ssl_xfer_buffer = store_malloc(ssl_xfer_buffer_size);
1157 ssl_xfer_buffer_lwm = ssl_xfer_buffer_hwm = 0;
1158 ssl_xfer_eof = ssl_xfer_error = 0;
1159
1160 receive_getc = tls_getc;
1161 receive_ungetc = tls_ungetc;
1162 receive_feof = tls_feof;
1163 receive_ferror = tls_ferror;
1164 receive_smtp_buffered = tls_smtp_buffered;
1165
1166 tls_active = fileno(smtp_out);
1167 return OK;
1168 }
1169
1170
1171
1172
1173
1174 /*************************************************
1175 *    Start a TLS session in a client             *
1176 *************************************************/
1177
1178 /* Called from the smtp transport after STARTTLS has been accepted.
1179
1180 Argument:
1181   fd               the fd of the connection
1182   host             connected host (for messages)
1183   addr             the first address
1184   dhparam          DH parameter file
1185   certificate      certificate file
1186   privatekey       private key file
1187   sni              TLS SNI to send to remote host
1188   verify_certs     file for certificate verify
1189   crl              file containing CRL
1190   require_ciphers  list of allowed ciphers
1191   timeout          startup timeout
1192
1193 Returns:           OK on success
1194                    FAIL otherwise - note that tls_error() will not give DEFER
1195                      because this is not a server
1196 */
1197
1198 int
1199 tls_client_start(int fd, host_item *host, address_item *addr, uschar *dhparam,
1200   uschar *certificate, uschar *privatekey, uschar *sni,
1201   uschar *verify_certs, uschar *crl,
1202   uschar *require_ciphers, int timeout)
1203 {
1204 static uschar txt[256];
1205 uschar *expciphers;
1206 X509* server_cert;
1207 int rc;
1208
1209 rc = tls_init(host, dhparam, certificate, privatekey,
1210 #ifdef EXPERIMENTAL_OCSP
1211     NULL,
1212 #endif
1213     addr);
1214 if (rc != OK) return rc;
1215
1216 tls_certificate_verified = FALSE;
1217 verify_callback_called = FALSE;
1218
1219 if (!expand_check(require_ciphers, US"tls_require_ciphers", &expciphers))
1220   return FAIL;
1221
1222 /* In OpenSSL, cipher components are separated by hyphens. In GnuTLS, they
1223 are separated by underscores. So that I can use either form in my tests, and
1224 also for general convenience, we turn underscores into hyphens here. */
1225
1226 if (expciphers != NULL)
1227   {
1228   uschar *s = expciphers;
1229   while (*s != 0) { if (*s == '_') *s = '-'; s++; }
1230   DEBUG(D_tls) debug_printf("required ciphers: %s\n", expciphers);
1231   if (!SSL_CTX_set_cipher_list(ctx, CS expciphers))
1232     return tls_error(US"SSL_CTX_set_cipher_list", host, NULL);
1233   }
1234
1235 rc = setup_certs(ctx, verify_certs, crl, host, FALSE);
1236 if (rc != OK) return rc;
1237
1238 if ((ssl = SSL_new(ctx)) == NULL) return tls_error(US"SSL_new", host, NULL);
1239 SSL_set_session_id_context(ssl, sid_ctx, Ustrlen(sid_ctx));
1240 SSL_set_fd(ssl, fd);
1241 SSL_set_connect_state(ssl);
1242
1243 if (sni)
1244   {
1245   if (!expand_check(sni, US"tls_sni", &tls_sni))
1246     return FAIL;
1247   if (!Ustrlen(tls_sni))
1248     tls_sni = NULL;
1249   else
1250     {
1251     DEBUG(D_tls) debug_printf("Setting TLS SNI \"%s\"\n", tls_sni);
1252     SSL_set_tlsext_host_name(ssl, tls_sni);
1253     }
1254   }
1255
1256 /* There doesn't seem to be a built-in timeout on connection. */
1257
1258 DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling SSL_connect\n");
1259 sigalrm_seen = FALSE;
1260 alarm(timeout);
1261 rc = SSL_connect(ssl);
1262 alarm(0);
1263
1264 if (rc <= 0)
1265   return tls_error(US"SSL_connect", host, sigalrm_seen ? US"timed out" : NULL);
1266
1267 DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_connect succeeded\n");
1268
1269 /* Beware anonymous ciphers which lead to server_cert being NULL */
1270 server_cert = SSL_get_peer_certificate (ssl);
1271 if (server_cert)
1272   {
1273   tls_peerdn = US X509_NAME_oneline(X509_get_subject_name(server_cert),
1274     CS txt, sizeof(txt));
1275   tls_peerdn = txt;
1276   }
1277 else
1278   tls_peerdn = NULL;
1279
1280 construct_cipher_name(ssl);   /* Sets tls_cipher */
1281
1282 tls_active = fd;
1283 return OK;
1284 }
1285
1286
1287
1288
1289
1290 /*************************************************
1291 *            TLS version of getc                 *
1292 *************************************************/
1293
1294 /* This gets the next byte from the TLS input buffer. If the buffer is empty,
1295 it refills the buffer via the SSL reading function.
1296
1297 Arguments:  none
1298 Returns:    the next character or EOF
1299 */
1300
1301 int
1302 tls_getc(void)
1303 {
1304 if (ssl_xfer_buffer_lwm >= ssl_xfer_buffer_hwm)
1305   {
1306   int error;
1307   int inbytes;
1308
1309   DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling SSL_read(%p, %p, %u)\n", ssl,
1310     ssl_xfer_buffer, ssl_xfer_buffer_size);
1311
1312   if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(smtp_receive_timeout);
1313   inbytes = SSL_read(ssl, CS ssl_xfer_buffer, ssl_xfer_buffer_size);
1314   error = SSL_get_error(ssl, inbytes);
1315   alarm(0);
1316
1317   /* SSL_ERROR_ZERO_RETURN appears to mean that the SSL session has been
1318   closed down, not that the socket itself has been closed down. Revert to
1319   non-SSL handling. */
1320
1321   if (error == SSL_ERROR_ZERO_RETURN)
1322     {
1323     DEBUG(D_tls) debug_printf("Got SSL_ERROR_ZERO_RETURN\n");
1324
1325     receive_getc = smtp_getc;
1326     receive_ungetc = smtp_ungetc;
1327     receive_feof = smtp_feof;
1328     receive_ferror = smtp_ferror;
1329     receive_smtp_buffered = smtp_buffered;
1330
1331     SSL_free(ssl);
1332     ssl = NULL;
1333     tls_active = -1;
1334     tls_bits = 0;
1335     tls_cipher = NULL;
1336     tls_peerdn = NULL;
1337     tls_sni = NULL;
1338
1339     return smtp_getc();
1340     }
1341
1342   /* Handle genuine errors */
1343
1344   else if (error == SSL_ERROR_SSL)
1345     {
1346     ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
1347     log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error (SSL_read): %s", ssl_errstring);
1348     ssl_xfer_error = 1;
1349     return EOF;
1350     }
1351
1352   else if (error != SSL_ERROR_NONE)
1353     {
1354     DEBUG(D_tls) debug_printf("Got SSL error %d\n", error);
1355     ssl_xfer_error = 1;
1356     return EOF;
1357     }
1358
1359 #ifndef DISABLE_DKIM
1360   dkim_exim_verify_feed(ssl_xfer_buffer, inbytes);
1361 #endif
1362   ssl_xfer_buffer_hwm = inbytes;
1363   ssl_xfer_buffer_lwm = 0;
1364   }
1365
1366 /* Something in the buffer; return next uschar */
1367
1368 return ssl_xfer_buffer[ssl_xfer_buffer_lwm++];
1369 }
1370
1371
1372
1373 /*************************************************
1374 *          Read bytes from TLS channel           *
1375 *************************************************/
1376
1377 /*
1378 Arguments:
1379   buff      buffer of data
1380   len       size of buffer
1381
1382 Returns:    the number of bytes read
1383             -1 after a failed read
1384 */
1385
1386 int
1387 tls_read(uschar *buff, size_t len)
1388 {
1389 int inbytes;
1390 int error;
1391
1392 DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling SSL_read(%p, %p, %u)\n", ssl,
1393   buff, (unsigned int)len);
1394
1395 inbytes = SSL_read(ssl, CS buff, len);
1396 error = SSL_get_error(ssl, inbytes);
1397
1398 if (error == SSL_ERROR_ZERO_RETURN)
1399   {
1400   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got SSL_ERROR_ZERO_RETURN\n");
1401   return -1;
1402   }
1403 else if (error != SSL_ERROR_NONE)
1404   {
1405   return -1;
1406   }
1407
1408 return inbytes;
1409 }
1410
1411
1412
1413
1414
1415 /*************************************************
1416 *         Write bytes down TLS channel           *
1417 *************************************************/
1418
1419 /*
1420 Arguments:
1421   buff      buffer of data
1422   len       number of bytes
1423
1424 Returns:    the number of bytes after a successful write,
1425             -1 after a failed write
1426 */
1427
1428 int
1429 tls_write(const uschar *buff, size_t len)
1430 {
1431 int outbytes;
1432 int error;
1433 int left = len;
1434
1435 DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_do_write(%p, %d)\n", buff, left);
1436 while (left > 0)
1437   {
1438   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_write(SSL, %p, %d)\n", buff, left);
1439   outbytes = SSL_write(ssl, CS buff, left);
1440   error = SSL_get_error(ssl, outbytes);
1441   DEBUG(D_tls) debug_printf("outbytes=%d error=%d\n", outbytes, error);
1442   switch (error)
1443     {
1444     case SSL_ERROR_SSL:
1445     ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
1446     log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error (SSL_write): %s", ssl_errstring);
1447     return -1;
1448
1449     case SSL_ERROR_NONE:
1450     left -= outbytes;
1451     buff += outbytes;
1452     break;
1453
1454     case SSL_ERROR_ZERO_RETURN:
1455     log_write(0, LOG_MAIN, "SSL channel closed on write");
1456     return -1;
1457
1458     default:
1459     log_write(0, LOG_MAIN, "SSL_write error %d", error);
1460     return -1;
1461     }
1462   }
1463 return len;
1464 }
1465
1466
1467
1468 /*************************************************
1469 *         Close down a TLS session               *
1470 *************************************************/
1471
1472 /* This is also called from within a delivery subprocess forked from the
1473 daemon, to shut down the TLS library, without actually doing a shutdown (which
1474 would tamper with the SSL session in the parent process).
1475
1476 Arguments:   TRUE if SSL_shutdown is to be called
1477 Returns:     nothing
1478 */
1479
1480 void
1481 tls_close(BOOL shutdown)
1482 {
1483 if (tls_active < 0) return;  /* TLS was not active */
1484
1485 if (shutdown)
1486   {
1487   DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_close(): shutting down SSL\n");
1488   SSL_shutdown(ssl);
1489   }
1490
1491 SSL_free(ssl);
1492 ssl = NULL;
1493
1494 tls_active = -1;
1495 }
1496
1497
1498
1499
1500 /*************************************************
1501 *         Report the library versions.           *
1502 *************************************************/
1503
1504 /* There have historically been some issues with binary compatibility in
1505 OpenSSL libraries; if Exim (like many other applications) is built against
1506 one version of OpenSSL but the run-time linker picks up another version,
1507 it can result in serious failures, including crashing with a SIGSEGV.  So
1508 report the version found by the compiler and the run-time version.
1509
1510 Arguments:   a FILE* to print the results to
1511 Returns:     nothing
1512 */
1513
1514 void
1515 tls_version_report(FILE *f)
1516 {
1517 fprintf(f, "Library version: OpenSSL: Compile: %s\n"
1518            "                          Runtime: %s\n",
1519            OPENSSL_VERSION_TEXT,
1520            SSLeay_version(SSLEAY_VERSION));
1521 }
1522
1523
1524
1525
1526 /*************************************************
1527 *            Random number generation            *
1528 *************************************************/
1529
1530 /* Pseudo-random number generation.  The result is not expected to be
1531 cryptographically strong but not so weak that someone will shoot themselves
1532 in the foot using it as a nonce in input in some email header scheme or
1533 whatever weirdness they'll twist this into.  The result should handle fork()
1534 and avoid repeating sequences.  OpenSSL handles that for us.
1535
1536 Arguments:
1537   max       range maximum
1538 Returns     a random number in range [0, max-1]
1539 */
1540
1541 int
1542 vaguely_random_number(int max)
1543 {
1544 unsigned int r;
1545 int i, needed_len;
1546 uschar *p;
1547 uschar smallbuf[sizeof(r)];
1548
1549 if (max <= 1)
1550   return 0;
1551
1552 /* OpenSSL auto-seeds from /dev/random, etc, but this a double-check. */
1553 if (!RAND_status())
1554   {
1555   randstuff r;
1556   gettimeofday(&r.tv, NULL);
1557   r.p = getpid();
1558
1559   RAND_seed((uschar *)(&r), sizeof(r));
1560   }
1561 /* We're after pseudo-random, not random; if we still don't have enough data
1562 in the internal PRNG then our options are limited.  We could sleep and hope
1563 for entropy to come along (prayer technique) but if the system is so depleted
1564 in the first place then something is likely to just keep taking it.  Instead,
1565 we'll just take whatever little bit of pseudo-random we can still manage to
1566 get. */
1567
1568 needed_len = sizeof(r);
1569 /* Don't take 8 times more entropy than needed if int is 8 octets and we were
1570 asked for a number less than 10. */
1571 for (r = max, i = 0; r; ++i)
1572   r >>= 1;
1573 i = (i + 7) / 8;
1574 if (i < needed_len)
1575   needed_len = i;
1576
1577 /* We do not care if crypto-strong */
1578 i = RAND_pseudo_bytes(smallbuf, needed_len);
1579 if (i < 0)
1580   {
1581   DEBUG(D_all)
1582     debug_printf("OpenSSL RAND_pseudo_bytes() not supported by RAND method, using fallback.\n");
1583   return vaguely_random_number_fallback(max);
1584   }
1585
1586 r = 0;
1587 for (p = smallbuf; needed_len; --needed_len, ++p)
1588   {
1589   r *= 256;
1590   r += *p;
1591   }
1592
1593 /* We don't particularly care about weighted results; if someone wants
1594 smooth distribution and cares enough then they should submit a patch then. */
1595 return r % max;
1596 }
1597
1598
1599
1600
1601 /*************************************************
1602 *        OpenSSL option parse                    *
1603 *************************************************/
1604
1605 /* Parse one option for tls_openssl_options_parse below
1606
1607 Arguments:
1608   name    one option name
1609   value   place to store a value for it
1610 Returns   success or failure in parsing
1611 */
1612
1613 struct exim_openssl_option {
1614   uschar *name;
1615   long    value;
1616 };
1617 /* We could use a macro to expand, but we need the ifdef and not all the
1618 options document which version they were introduced in.  Policylet: include
1619 all options unless explicitly for DTLS, let the administrator choose which
1620 to apply.
1621
1622 This list is current as of:
1623   ==>  1.0.1b  <==  */
1624 static struct exim_openssl_option exim_openssl_options[] = {
1625 /* KEEP SORTED ALPHABETICALLY! */
1626 #ifdef SSL_OP_ALL
1627   { US"all", SSL_OP_ALL },
1628 #endif
1629 #ifdef SSL_OP_ALLOW_UNSAFE_LEGACY_RENEGOTIATION
1630   { US"allow_unsafe_legacy_renegotiation", SSL_OP_ALLOW_UNSAFE_LEGACY_RENEGOTIATION },
1631 #endif
1632 #ifdef SSL_OP_CIPHER_SERVER_PREFERENCE
1633   { US"cipher_server_preference", SSL_OP_CIPHER_SERVER_PREFERENCE },
1634 #endif
1635 #ifdef SSL_OP_DONT_INSERT_EMPTY_FRAGMENTS
1636   { US"dont_insert_empty_fragments", SSL_OP_DONT_INSERT_EMPTY_FRAGMENTS },
1637 #endif
1638 #ifdef SSL_OP_EPHEMERAL_RSA
1639   { US"ephemeral_rsa", SSL_OP_EPHEMERAL_RSA },
1640 #endif
1641 #ifdef SSL_OP_LEGACY_SERVER_CONNECT
1642   { US"legacy_server_connect", SSL_OP_LEGACY_SERVER_CONNECT },
1643 #endif
1644 #ifdef SSL_OP_MICROSOFT_BIG_SSLV3_BUFFER
1645   { US"microsoft_big_sslv3_buffer", SSL_OP_MICROSOFT_BIG_SSLV3_BUFFER },
1646 #endif
1647 #ifdef SSL_OP_MICROSOFT_SESS_ID_BUG
1648   { US"microsoft_sess_id_bug", SSL_OP_MICROSOFT_SESS_ID_BUG },
1649 #endif
1650 #ifdef SSL_OP_MSIE_SSLV2_RSA_PADDING
1651   { US"msie_sslv2_rsa_padding", SSL_OP_MSIE_SSLV2_RSA_PADDING },
1652 #endif
1653 #ifdef SSL_OP_NETSCAPE_CHALLENGE_BUG
1654   { US"netscape_challenge_bug", SSL_OP_NETSCAPE_CHALLENGE_BUG },
1655 #endif
1656 #ifdef SSL_OP_NETSCAPE_REUSE_CIPHER_CHANGE_BUG
1657   { US"netscape_reuse_cipher_change_bug", SSL_OP_NETSCAPE_REUSE_CIPHER_CHANGE_BUG },
1658 #endif
1659 #ifdef SSL_OP_NO_COMPRESSION
1660   { US"no_compression", SSL_OP_NO_COMPRESSION },
1661 #endif
1662 #ifdef SSL_OP_NO_SESSION_RESUMPTION_ON_RENEGOTIATION
1663   { US"no_session_resumption_on_renegotiation", SSL_OP_NO_SESSION_RESUMPTION_ON_RENEGOTIATION },
1664 #endif
1665 #ifdef SSL_OP_NO_SSLv2
1666   { US"no_sslv2", SSL_OP_NO_SSLv2 },
1667 #endif
1668 #ifdef SSL_OP_NO_SSLv3
1669   { US"no_sslv3", SSL_OP_NO_SSLv3 },
1670 #endif
1671 #ifdef SSL_OP_NO_TICKET
1672   { US"no_ticket", SSL_OP_NO_TICKET },
1673 #endif
1674 #ifdef SSL_OP_NO_TLSv1
1675   { US"no_tlsv1", SSL_OP_NO_TLSv1 },
1676 #endif
1677 #ifdef SSL_OP_NO_TLSv1_1
1678 #if SSL_OP_NO_TLSv1_1 == 0x00000400L
1679   /* Error in chosen value in 1.0.1a; see first item in CHANGES for 1.0.1b */
1680 #warning OpenSSL 1.0.1a uses a bad value for SSL_OP_NO_TLSv1_1, ignoring
1681 #else
1682   { US"no_tlsv1_1", SSL_OP_NO_TLSv1_1 },
1683 #endif
1684 #endif
1685 #ifdef SSL_OP_NO_TLSv1_2
1686   { US"no_tlsv1_2", SSL_OP_NO_TLSv1_2 },
1687 #endif
1688 #ifdef SSL_OP_SINGLE_DH_USE
1689   { US"single_dh_use", SSL_OP_SINGLE_DH_USE },
1690 #endif
1691 #ifdef SSL_OP_SINGLE_ECDH_USE
1692   { US"single_ecdh_use", SSL_OP_SINGLE_ECDH_USE },
1693 #endif
1694 #ifdef SSL_OP_SSLEAY_080_CLIENT_DH_BUG
1695   { US"ssleay_080_client_dh_bug", SSL_OP_SSLEAY_080_CLIENT_DH_BUG },
1696 #endif
1697 #ifdef SSL_OP_SSLREF2_REUSE_CERT_TYPE_BUG
1698   { US"sslref2_reuse_cert_type_bug", SSL_OP_SSLREF2_REUSE_CERT_TYPE_BUG },
1699 #endif
1700 #ifdef SSL_OP_TLS_BLOCK_PADDING_BUG
1701   { US"tls_block_padding_bug", SSL_OP_TLS_BLOCK_PADDING_BUG },
1702 #endif
1703 #ifdef SSL_OP_TLS_D5_BUG
1704   { US"tls_d5_bug", SSL_OP_TLS_D5_BUG },
1705 #endif
1706 #ifdef SSL_OP_TLS_ROLLBACK_BUG
1707   { US"tls_rollback_bug", SSL_OP_TLS_ROLLBACK_BUG },
1708 #endif
1709 };
1710 static int exim_openssl_options_size =
1711   sizeof(exim_openssl_options)/sizeof(struct exim_openssl_option);
1712
1713
1714 static BOOL
1715 tls_openssl_one_option_parse(uschar *name, long *value)
1716 {
1717 int first = 0;
1718 int last = exim_openssl_options_size;
1719 while (last > first)
1720   {
1721   int middle = (first + last)/2;
1722   int c = Ustrcmp(name, exim_openssl_options[middle].name);
1723   if (c == 0)
1724     {
1725     *value = exim_openssl_options[middle].value;
1726     return TRUE;
1727     }
1728   else if (c > 0)
1729     first = middle + 1;
1730   else
1731     last = middle;
1732   }
1733 return FALSE;
1734 }
1735
1736
1737
1738
1739 /*************************************************
1740 *        OpenSSL option parsing logic            *
1741 *************************************************/
1742
1743 /* OpenSSL has a number of compatibility options which an administrator might
1744 reasonably wish to set.  Interpret a list similarly to decode_bits(), so that
1745 we look like log_selector.
1746
1747 Arguments:
1748   option_spec  the administrator-supplied string of options
1749   results      ptr to long storage for the options bitmap
1750 Returns        success or failure
1751 */
1752
1753 BOOL
1754 tls_openssl_options_parse(uschar *option_spec, long *results)
1755 {
1756 long result, item;
1757 uschar *s, *end;
1758 uschar keep_c;
1759 BOOL adding, item_parsed;
1760
1761 result = 0L;
1762 /* Prior to 4.80 we or'd in SSL_OP_DONT_INSERT_EMPTY_FRAGMENTS; removed
1763  * from default because it increases BEAST susceptibility. */
1764
1765 if (option_spec == NULL)
1766   {
1767   *results = result;
1768   return TRUE;
1769   }
1770
1771 for (s=option_spec; *s != '\0'; /**/)
1772   {
1773   while (isspace(*s)) ++s;
1774   if (*s == '\0')
1775     break;
1776   if (*s != '+' && *s != '-')
1777     {
1778     DEBUG(D_tls) debug_printf("malformed openssl option setting: "
1779         "+ or - expected but found \"%s\"\n", s);
1780     return FALSE;
1781     }
1782   adding = *s++ == '+';
1783   for (end = s; (*end != '\0') && !isspace(*end); ++end) /**/ ;
1784   keep_c = *end;
1785   *end = '\0';
1786   item_parsed = tls_openssl_one_option_parse(s, &item);
1787   if (!item_parsed)
1788     {
1789     DEBUG(D_tls) debug_printf("openssl option setting unrecognised: \"%s\"\n", s);
1790     return FALSE;
1791     }
1792   DEBUG(D_tls) debug_printf("openssl option, %s from %lx: %lx (%s)\n",
1793       adding ? "adding" : "removing", result, item, s);
1794   if (adding)
1795     result |= item;
1796   else
1797     result &= ~item;
1798   *end = keep_c;
1799   s = end;
1800   }
1801
1802 *results = result;
1803 return TRUE;
1804 }
1805
1806 /* End of tls-openssl.c */