DANE - testcase for fail under GnuTLS with TA-mode to a selfsigned server cert
[exim.git] / src / src / tls-openssl.c
index 58401e93289d5018d036b956d34fe2b2b851cc88..53a967a196eb55da4f35009bf2f0db9dc934a332 100644 (file)
@@ -2,7 +2,7 @@
 *     Exim - an Internet mail transport agent    *
 *************************************************/
 
-/* Copyright (c) University of Cambridge 1995 - 2017 */
+/* Copyright (c) University of Cambridge 1995 - 2018 */
 /* See the file NOTICE for conditions of use and distribution. */
 
 /* Portions Copyright (c) The OpenSSL Project 1999 */
@@ -28,7 +28,7 @@ functions from the OpenSSL library. */
 #ifndef DISABLE_OCSP
 # include <openssl/ocsp.h>
 #endif
-#ifdef EXPERIMENTAL_DANE
+#ifdef SUPPORT_DANE
 # include "danessl.h"
 #endif
 
@@ -51,7 +51,7 @@ functions from the OpenSSL library. */
 # define EXIM_HAVE_RAND_PSEUDO
 #endif
 #if (OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x0090800fL) && !defined(OPENSSL_NO_SHA256)
-# define EXIM_HAVE_SHA256
+# define EXIM_HAVE_SHA256      /*MMMM*/
 #endif
 
 /*
@@ -70,6 +70,7 @@ functions from the OpenSSL library. */
 # if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x010100000L
 #  define EXIM_HAVE_OPENSSL_CHECKHOST
 #  define EXIM_HAVE_OPENSSL_DH_BITS
+#  define EXIM_HAVE_OPENSSL_TLS_METHOD
 # endif
 # if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x010000000L \
     && (OPENSSL_VERSION_NUMBER & 0x0000ff000L) >= 0x000002000L
@@ -81,7 +82,7 @@ functions from the OpenSSL library. */
     || LIBRESSL_VERSION_NUMBER >= 0x20010000L
 # if !defined(OPENSSL_NO_ECDH)
 #  if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x0090800fL
-#   define EXIM_HAVE_ECDH
+#   define EXIM_HAVE_ECDH      /*MMMM*/
 #  endif
 #  if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x10002000L
 #   define EXIM_HAVE_OPENSSL_EC_NIST2NID
@@ -94,6 +95,10 @@ functions from the OpenSSL library. */
 # define DISABLE_OCSP
 #endif
 
+#ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_CHECKHOST
+# include <openssl/x509v3.h>
+#endif
+
 /* Structure for collecting random data for seeding. */
 
 typedef struct randstuff {
@@ -112,7 +117,9 @@ static const uschar *sid_ctx = US"exim";
 Simple case: client, `client_ctx`
  As a client, we can be doing a callout or cut-through delivery while receiving
  a message.  So we have a client context, which should have options initialised
- from the SMTP Transport.
+ from the SMTP Transport.  We may also concurrently want to make TLS connections
+ to utility daemons, so client-contexts are allocated and passed around in call
+ args rather than using a gobal.
 
 Server:
  There are two cases: with and without ServerNameIndication from the client.
@@ -126,9 +133,12 @@ Server:
  configuration.
 */
 
-static SSL_CTX *client_ctx = NULL;
+typedef struct {
+  SSL_CTX *    ctx;
+  SSL *                ssl;
+} exim_openssl_client_tls_ctx;
+
 static SSL_CTX *server_ctx = NULL;
-static SSL     *client_ssl = NULL;
 static SSL     *server_ssl = NULL;
 
 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
@@ -147,8 +157,8 @@ static BOOL reexpand_tls_files_for_sni = FALSE;
 typedef struct tls_ext_ctx_cb {
   uschar *certificate;
   uschar *privatekey;
-#ifndef DISABLE_OCSP
   BOOL is_server;
+#ifndef DISABLE_OCSP
   STACK_OF(X509) *verify_stack;                /* chain for verifying the proof */
   union {
     struct {
@@ -228,14 +238,13 @@ return host ? FAIL : DEFER;
 
 
 
-#ifdef EXIM_HAVE_EPHEM_RSA_KEX
 /*************************************************
 *        Callback to generate RSA key            *
 *************************************************/
 
 /*
 Arguments:
-  s          SSL connection
+  s          SSL connection (not used)
   export     not used
   keylength  keylength
 
@@ -270,7 +279,6 @@ if (!(rsa_key = RSA_generate_key(keylength, RSA_F4, NULL, NULL)))
   }
 return rsa_key;
 }
-#endif
 
 
 
@@ -428,7 +436,7 @@ else
 
   if (  tlsp == &tls_out
      && ((verify_cert_hostnames = client_static_cbinfo->verify_cert_hostnames)))
-       /* client, wanting hostname check */
+       /* client, wanting hostname check */
     {
 
 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_CHECKHOST
@@ -510,7 +518,7 @@ return verify_callback(preverify_ok, x509ctx, &tls_in,
 }
 
 
-#ifdef EXPERIMENTAL_DANE
+#ifdef SUPPORT_DANE
 
 /* This gets called *by* the dane library verify callback, which interposes
 itself.
@@ -538,8 +546,21 @@ DEBUG(D_tls) debug_printf("verify_callback_client_dane: %s depth %d %s\n",
 #endif
 
 if (preverify_ok == 1)
-  tls_out.dane_verified =
-  tls_out.certificate_verified = TRUE;
+  {
+  tls_out.dane_verified = tls_out.certificate_verified = TRUE;
+#ifndef DISABLE_OCSP
+  if (client_static_cbinfo->u_ocsp.client.verify_store)
+    {  /* client, wanting stapling  */
+    /* Add the server cert's signing chain as the one
+    for the verification of the OCSP stapled information. */
+
+    if (!X509_STORE_add_cert(client_static_cbinfo->u_ocsp.client.verify_store,
+                             cert))
+      ERR_clear_error();
+    sk_X509_push(client_static_cbinfo->verify_stack, cert);
+    }
+#endif
+  }
 else
   {
   int err = X509_STORE_CTX_get_error(x509ctx);
@@ -551,7 +572,7 @@ else
 return preverify_ok;
 }
 
-#endif /*EXPERIMENTAL_DANE*/
+#endif /*SUPPORT_DANE*/
 
 
 /*************************************************
@@ -889,7 +910,7 @@ We do not free the stack since it could be needed a second time for
 SNI handling.
 
 Separately we might try to replace using OCSP_basic_verify() - which seems to not
-be a public interface into the OpenSSL library (there's no manual entry) - 
+be a public interface into the OpenSSL library (there's no manual entry) -
 But what with?  We also use OCSP_basic_verify in the client stapling callback.
 And there we NEED it; we must verify that status... unless the
 library does it for us anyway?  */
@@ -935,15 +956,15 @@ if (!OCSP_check_validity(thisupd, nextupd, EXIM_OCSP_SKEW_SECONDS, EXIM_OCSP_MAX
   }
 
 supply_response:
-  cbinfo->u_ocsp.server.response = resp;
+  cbinfo->u_ocsp.server.response = resp;       /*XXX stack?*/
 return;
 
 bad:
-  if (running_in_test_harness)
+  if (f.running_in_test_harness)
     {
     extern char ** environ;
     uschar ** p;
-    if (environ) for (p = USS environ; *p != NULL; p++)
+    if (environ) for (p = USS environ; *p; p++)
       if (Ustrncmp(*p, "EXIM_TESTHARNESS_DISABLE_OCSPVALIDITYCHECK", 42) == 0)
        {
        DEBUG(D_tls) debug_printf("Supplying known bad OCSP response\n");
@@ -977,8 +998,7 @@ if (!(x509 = X509_new()))
   goto err;
 
 where = US"generating pkey";
-               /* deprecated, use RSA_generate_key_ex() */
-if (!(rsa = RSA_generate_key(1024, RSA_F4, NULL, NULL)))
+if (!(rsa = rsa_callback(NULL, 0, 1024)))
   goto err;
 
 where = US"assigning pkey";
@@ -986,7 +1006,7 @@ if (!EVP_PKEY_assign_RSA(pkey, rsa))
   goto err;
 
 X509_set_version(x509, 2);                             /* N+1 - version 3 */
-ASN1_INTEGER_set(X509_get_serialNumber(x509), 0);
+ASN1_INTEGER_set(X509_get_serialNumber(x509), 1);
 X509_gmtime_adj(X509_get_notBefore(x509), 0);
 X509_gmtime_adj(X509_get_notAfter(x509), (long)60 * 60);       /* 1 hour */
 X509_set_pubkey(x509, pkey);
@@ -1024,6 +1044,30 @@ err:
 
 
 
+static int
+tls_add_certfile(SSL_CTX * sctx, tls_ext_ctx_cb * cbinfo, uschar * file,
+  uschar ** errstr)
+{
+DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_certificate file %s\n", file);
+if (!SSL_CTX_use_certificate_chain_file(sctx, CS file))
+  return tls_error(string_sprintf(
+    "SSL_CTX_use_certificate_chain_file file=%s", file),
+      cbinfo->host, NULL, errstr);
+return 0;
+}
+
+static int
+tls_add_pkeyfile(SSL_CTX * sctx, tls_ext_ctx_cb * cbinfo, uschar * file,
+  uschar ** errstr)
+{
+DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_privatekey file %s\n", file);
+if (!SSL_CTX_use_PrivateKey_file(sctx, CS file, SSL_FILETYPE_PEM))
+  return tls_error(string_sprintf(
+    "SSL_CTX_use_PrivateKey_file file=%s", file), cbinfo->host, NULL, errstr);
+return 0;
+}
+
+
 /*************************************************
 *        Expand key and cert file specs          *
 *************************************************/
@@ -1048,14 +1092,16 @@ uschar *expanded;
 
 if (!cbinfo->certificate)
   {
-  if (cbinfo->host)                    /* client */
+  if (!cbinfo->is_server)              /* client */
     return OK;
-                                       /* server */
+                                       /* server */
   if (tls_install_selfsign(sctx, errstr) != OK)
     return DEFER;
   }
 else
   {
+  int err;
+
   if (Ustrstr(cbinfo->certificate, US"tls_sni") ||
       Ustrstr(cbinfo->certificate, US"tls_in_sni") ||
       Ustrstr(cbinfo->certificate, US"tls_out_sni")
@@ -1065,14 +1111,20 @@ else
   if (!expand_check(cbinfo->certificate, US"tls_certificate", &expanded, errstr))
     return DEFER;
 
-  if (expanded != NULL)
-    {
-    DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_certificate file %s\n", expanded);
-    if (!SSL_CTX_use_certificate_chain_file(sctx, CS expanded))
-      return tls_error(string_sprintf(
-       "SSL_CTX_use_certificate_chain_file file=%s", expanded),
-         cbinfo->host, NULL, errstr);
-    }
+  if (expanded)
+    if (cbinfo->is_server)
+      {
+      const uschar * file_list = expanded;
+      int sep = 0;
+      uschar * file;
+
+      while (file = string_nextinlist(&file_list, &sep, NULL, 0))
+       if ((err = tls_add_certfile(sctx, cbinfo, file, errstr)))
+         return err;
+      }
+    else       /* would there ever be a need for multiple client certs? */
+      if ((err = tls_add_certfile(sctx, cbinfo, expanded, errstr)))
+       return err;
 
   if (cbinfo->privatekey != NULL &&
       !expand_check(cbinfo->privatekey, US"tls_privatekey", &expanded, errstr))
@@ -1083,17 +1135,25 @@ else
   key is in the same file as the certificate. */
 
   if (expanded && *expanded)
-    {
-    DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_privatekey file %s\n", expanded);
-    if (!SSL_CTX_use_PrivateKey_file(sctx, CS expanded, SSL_FILETYPE_PEM))
-      return tls_error(string_sprintf(
-       "SSL_CTX_use_PrivateKey_file file=%s", expanded), cbinfo->host, NULL, errstr);
-    }
+    if (cbinfo->is_server)
+      {
+      const uschar * file_list = expanded;
+      int sep = 0;
+      uschar * file;
+
+      while (file = string_nextinlist(&file_list, &sep, NULL, 0))
+       if ((err = tls_add_pkeyfile(sctx, cbinfo, file, errstr)))
+         return err;
+      }
+    else       /* would there ever be a need for multiple client certs? */
+      if ((err = tls_add_pkeyfile(sctx, cbinfo, expanded, errstr)))
+       return err;
   }
 
 #ifndef DISABLE_OCSP
 if (cbinfo->is_server && cbinfo->u_ocsp.server.file)
   {
+  /*XXX stack*/
   if (!expand_check(cbinfo->u_ocsp.server.file, US"tls_ocsp_file", &expanded, errstr))
     return DEFER;
 
@@ -1162,7 +1222,11 @@ if (!reexpand_tls_files_for_sni)
 not confident that memcpy wouldn't break some internal reference counting.
 Especially since there's a references struct member, which would be off. */
 
+#ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLS_METHOD
+if (!(server_sni = SSL_CTX_new(TLS_server_method())))
+#else
 if (!(server_sni = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method())))
+#endif
   {
   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
   DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_CTX_new() failed: %s\n", ssl_errstring);
@@ -1231,9 +1295,15 @@ static int
 tls_server_stapling_cb(SSL *s, void *arg)
 {
 const tls_ext_ctx_cb *cbinfo = (tls_ext_ctx_cb *) arg;
-uschar *response_der;
+uschar *response_der;  /*XXX blob */
 int response_der_len;
 
+/*XXX stack: use SSL_get_certificate() to see which cert; from that work
+out which ocsp blob to send.  Unfortunately, SSL_get_certificate is known
+buggy in current OpenSSL; it returns the last cert loaded always rather than
+the one actually presented.  So we can't support a stack of OCSP proofs at
+this time. */
+
 DEBUG(D_tls)
   debug_printf("Received TLS status request (OCSP stapling); %s response\n",
     cbinfo->u_ocsp.server.response ? "have" : "lack");
@@ -1243,7 +1313,7 @@ if (!cbinfo->u_ocsp.server.response)
   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
 
 response_der = NULL;
-response_der_len = i2d_OCSP_RESPONSE(cbinfo->u_ocsp.server.response,
+response_der_len = i2d_OCSP_RESPONSE(cbinfo->u_ocsp.server.response,   /*XXX stack*/
                      &response_der);
 if (response_der_len <= 0)
   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
@@ -1317,7 +1387,7 @@ if(!(bs = OCSP_response_get1_basic(rsp)))
     int status, reason;
     ASN1_GENERALIZEDTIME *rev, *thisupd, *nextupd;
 
-    DEBUG(D_tls) bp = BIO_new_fp(stderr, BIO_NOCLOSE);
+    DEBUG(D_tls) bp = BIO_new_fp(debug_file, BIO_NOCLOSE);
 
     /*OCSP_RESPONSE_print(bp, rsp, 0);   extreme debug: stapling content */
 
@@ -1328,10 +1398,12 @@ if(!(bs = OCSP_response_get1_basic(rsp)))
              cbinfo->u_ocsp.client.verify_store, 0)) <= 0)
       {
       tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
-      if (LOGGING(tls_cipher))
-       log_write(0, LOG_MAIN, "Received TLS cert status response, itself unverifiable");
+      if (LOGGING(tls_cipher)) log_write(0, LOG_MAIN,
+             "Received TLS cert status response, itself unverifiable: %s",
+             ERR_reason_error_string(ERR_peek_error()));
       BIO_printf(bp, "OCSP response verify failure\n");
       ERR_print_errors(bp);
+      OCSP_RESPONSE_print(bp, rsp, 0);
       goto failed;
       }
 
@@ -1435,7 +1507,7 @@ static int
 tls_init(SSL_CTX **ctxp, host_item *host, uschar *dhparam, uschar *certificate,
   uschar *privatekey,
 #ifndef DISABLE_OCSP
-  uschar *ocsp_file,
+  uschar *ocsp_file,   /*XXX stack, in server*/
 #endif
   address_item *addr, tls_ext_ctx_cb ** cbp, uschar ** errstr)
 {
@@ -1447,9 +1519,10 @@ tls_ext_ctx_cb * cbinfo;
 cbinfo = store_malloc(sizeof(tls_ext_ctx_cb));
 cbinfo->certificate = certificate;
 cbinfo->privatekey = privatekey;
+cbinfo->is_server = host==NULL;
 #ifndef DISABLE_OCSP
 cbinfo->verify_stack = NULL;
-if ((cbinfo->is_server = host==NULL))
+if (!host)
   {
   cbinfo->u_ocsp.server.file = ocsp_file;
   cbinfo->u_ocsp.server.file_expanded = NULL;
@@ -1482,7 +1555,11 @@ when OpenSSL is built without SSLv2 support.
 By disabling with openssl_options, we can let admins re-enable with the
 existing knob. */
 
+#ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLS_METHOD
+if (!(ctx = SSL_CTX_new(host ? TLS_client_method() : TLS_server_method())))
+#else
 if (!(ctx = SSL_CTX_new(host ? SSLv23_client_method() : SSLv23_server_method())))
+#endif
   return tls_error(US"SSL_CTX_new", host, NULL, errstr);
 
 /* It turns out that we need to seed the random number generator this early in
@@ -1538,9 +1615,15 @@ if (init_options)
 else
   DEBUG(D_tls) debug_printf("no SSL CTX options to set\n");
 
-/* Disable session cache unconditionally */
-
+/* We'd like to disable session cache unconditionally, but foolish Outlook
+Express clients then give up the first TLS connection and make a second one
+(which works).  Only when there is an IMAP service on the same machine.
+Presumably OE is trying to use the cache for A on B.  Leave it enabled for
+now, until we work out a decent way of presenting control to the config.  It
+will never be used because we use a new context every time. */
+#ifdef notdef
 (void) SSL_CTX_set_session_cache_mode(ctx, SSL_SESS_CACHE_OFF);
+#endif
 
 /* Initialize with DH parameters if supplied */
 /* Initialize ECDH temp key parameter selection */
@@ -1566,7 +1649,7 @@ if ((rc = tls_expand_session_files(ctx, cbinfo, errstr)) != OK)
     }
 # endif
 
-if (host == NULL)              /* server */
+if (!host)             /* server */
   {
 # ifndef DISABLE_OCSP
   /* We check u_ocsp.server.file, not server.response, because we care about if
@@ -1635,15 +1718,13 @@ Returns:    nothing
 static void
 construct_cipher_name(SSL *ssl, uschar *cipherbuf, int bsize, int *bits)
 {
-/* With OpenSSL 1.0.0a, this needs to be const but the documentation doesn't
+/* With OpenSSL 1.0.0a, 'c' needs to be const but the documentation doesn't
 yet reflect that.  It should be a safe change anyway, even 0.9.8 versions have
 the accessor functions use const in the prototype. */
-const SSL_CIPHER *c;
-const uschar *ver;
 
-ver = (const uschar *)SSL_get_version(ssl);
+const uschar * ver = CUS SSL_get_version(ssl);
+const SSL_CIPHER * c = (const SSL_CIPHER *) SSL_get_current_cipher(ssl);
 
-c = (const SSL_CIPHER *) SSL_get_current_cipher(ssl);
 SSL_CIPHER_get_bits(c, bits);
 
 string_format(cipherbuf, bsize, "%s:%s:%u", ver,
@@ -1683,6 +1764,7 @@ else
 *        Set up for verifying certificates       *
 *************************************************/
 
+#ifndef DISABLE_OCSP
 /* Load certs from file, return TRUE on success */
 
 static BOOL
@@ -1691,16 +1773,21 @@ chain_from_pem_file(const uschar * file, STACK_OF(X509) * verify_stack)
 BIO * bp;
 X509 * x;
 
+while (sk_X509_num(verify_stack) > 0)
+  X509_free(sk_X509_pop(verify_stack));
+
 if (!(bp = BIO_new_file(CS file, "r"))) return FALSE;
 while ((x = PEM_read_bio_X509(bp, NULL, 0, NULL)))
   sk_X509_push(verify_stack, x);
 BIO_free(bp);
 return TRUE;
 }
+#endif
 
 
 
-/* Called by both client and server startup
+/* Called by both client and server startup; on the server possibly
+repeated after a Server Name Indication.
 
 Arguments:
   sctx          SSL_CTX* to initialise
@@ -1762,7 +1849,7 @@ if (expcerts && *expcerts)
           )
          {
          log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
-           "failed to load cert hain from %s", file);
+           "failed to load cert chain from %s", file);
          return DEFER;
          }
 #endif
@@ -1792,9 +1879,9 @@ if (expcerts && *expcerts)
        {
        STACK_OF(X509_NAME) * names = SSL_load_client_CA_file(CS file);
 
+       SSL_CTX_set_client_CA_list(sctx, names);
        DEBUG(D_tls) debug_printf("Added %d certificate authorities.\n",
                                    sk_X509_NAME_num(names));
-       SSL_CTX_set_client_CA_list(sctx, names);
        }
       }
     }
@@ -1893,7 +1980,7 @@ static uschar cipherbuf[256];
 
 /* Check for previous activation */
 
-if (tls_in.active >= 0)
+if (tls_in.active.sock >= 0)
   {
   tls_error(US"STARTTLS received after TLS started", NULL, US"", errstr);
   smtp_printf("554 Already in TLS\r\n", FALSE);
@@ -1905,7 +1992,7 @@ the error. */
 
 rc = tls_init(&server_ctx, NULL, tls_dhparam, tls_certificate, tls_privatekey,
 #ifndef DISABLE_OCSP
-    tls_ocsp_file,
+    tls_ocsp_file,     /*XXX stack*/
 #endif
     NULL, &server_static_cbinfo, errstr);
 if (rc != OK) return rc;
@@ -1917,6 +2004,10 @@ if (!expand_check(require_ciphers, US"tls_require_ciphers", &expciphers, errstr)
 /* In OpenSSL, cipher components are separated by hyphens. In GnuTLS, they
 were historically separated by underscores. So that I can use either form in my
 tests, and also for general convenience, we turn underscores into hyphens here.
+
+XXX SSL_CTX_set_cipher_list() is replaced by SSL_CTX_set_ciphersuites()
+for TLS 1.3 .  Since we do not call it at present we get the default list:
+TLS_AES_256_GCM_SHA384:TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256:TLS_AES_128_GCM_SHA256
 */
 
 if (expciphers)
@@ -1933,7 +2024,7 @@ if (expciphers)
 optional, set up appropriately. */
 
 tls_in.certificate_verified = FALSE;
-#ifdef EXPERIMENTAL_DANE
+#ifdef SUPPORT_DANE
 tls_in.dane_verified = FALSE;
 #endif
 server_verify_callback_called = FALSE;
@@ -1941,14 +2032,14 @@ server_verify_callback_called = FALSE;
 if (verify_check_host(&tls_verify_hosts) == OK)
   {
   rc = setup_certs(server_ctx, tls_verify_certificates, tls_crl, NULL,
-                       FALSE, verify_callback_server, errstr);
+                       FALSE, verify_callback_server, errstr);
   if (rc != OK) return rc;
   server_verify_optional = FALSE;
   }
 else if (verify_check_host(&tls_try_verify_hosts) == OK)
   {
   rc = setup_certs(server_ctx, tls_verify_certificates, tls_crl, NULL,
-                       TRUE, verify_callback_server, errstr);
+                       TRUE, verify_callback_server, errstr);
   if (rc != OK) return rc;
   server_verify_optional = TRUE;
   }
@@ -2032,9 +2123,9 @@ DEBUG(D_tls)
    smtp_read_response()/ip_recv().
    Hence no need to duplicate for _in and _out.
  */
-ssl_xfer_buffer = store_malloc(ssl_xfer_buffer_size);
+if (!ssl_xfer_buffer) ssl_xfer_buffer = store_malloc(ssl_xfer_buffer_size);
 ssl_xfer_buffer_lwm = ssl_xfer_buffer_hwm = 0;
-ssl_xfer_eof = ssl_xfer_error = 0;
+ssl_xfer_eof = ssl_xfer_error = FALSE;
 
 receive_getc = tls_getc;
 receive_getbuf = tls_getbuf;
@@ -2044,7 +2135,8 @@ receive_feof = tls_feof;
 receive_ferror = tls_ferror;
 receive_smtp_buffered = tls_smtp_buffered;
 
-tls_in.active = fileno(smtp_out);
+tls_in.active.sock = fileno(smtp_out);
+tls_in.active.tls_ctx = NULL;  /* not using explicit ctx for server-side */
 return OK;
 }
 
@@ -2064,7 +2156,7 @@ int rc;
 if (  (  !ob->tls_verify_hosts
       && (!ob->tls_try_verify_hosts || !*ob->tls_try_verify_hosts)
       )
-   || (verify_check_given_host(&ob->tls_verify_hosts, host) == OK)
+   || verify_check_given_host(&ob->tls_verify_hosts, host) == OK
    )
   client_verify_optional = FALSE;
 else if (verify_check_given_host(&ob->tls_try_verify_hosts, host) == OK)
@@ -2092,7 +2184,7 @@ return OK;
 }
 
 
-#ifdef EXPERIMENTAL_DANE
+#ifdef SUPPORT_DANE
 static int
 dane_tlsa_load(SSL * ssl, host_item * host, dns_answer * dnsa, uschar ** errstr)
 {
@@ -2147,7 +2239,7 @@ if (found)
 log_write(0, LOG_MAIN, "DANE error: No usable TLSA records");
 return DEFER;
 }
-#endif /*EXPERIMENTAL_DANE*/
+#endif /*SUPPORT_DANE*/
 
 
 
@@ -2159,27 +2251,28 @@ return DEFER;
 
 Argument:
   fd               the fd of the connection
-  host             connected host (for messages)
-  addr             the first address
+  host             connected host (for messages and option-tests)
+  addr             the first address (for some randomness; can be NULL)
   tb               transport (always smtp)
   tlsa_dnsa        tlsa lookup, if DANE, else null
+  tlsp            record details of channel configuration here; must be non-NULL
   errstr          error string pointer
 
-Returns:           OK on success
-                   FAIL otherwise - note that tls_error() will not give DEFER
-                     because this is not a server
+Returns:           Pointer to TLS session context, or NULL on error
 */
 
-int
+void *
 tls_client_start(int fd, host_item *host, address_item *addr,
   transport_instance * tb,
-#ifdef EXPERIMENTAL_DANE
+#ifdef SUPPORT_DANE
   dns_answer * tlsa_dnsa,
 #endif
-  uschar ** errstr)
+  tls_support * tlsp, uschar ** errstr)
 {
-smtp_transport_options_block * ob =
-  (smtp_transport_options_block *)tb->options_block;
+smtp_transport_options_block * ob = tb
+  ? (smtp_transport_options_block *)tb->options_block
+  : &smtp_transport_option_defaults;
+exim_openssl_client_tls_ctx * exim_client_ctx;
 static uschar peerdn[256];
 uschar * expciphers;
 int rc;
@@ -2190,13 +2283,18 @@ BOOL request_ocsp = FALSE;
 BOOL require_ocsp = FALSE;
 #endif
 
-#ifdef EXPERIMENTAL_DANE
-tls_out.tlsa_usage = 0;
+rc = store_pool;
+store_pool = POOL_PERM;
+exim_client_ctx = store_get(sizeof(exim_openssl_client_tls_ctx));
+store_pool = rc;
+
+#ifdef SUPPORT_DANE
+tlsp->tlsa_usage = 0;
 #endif
 
 #ifndef DISABLE_OCSP
   {
-# ifdef EXPERIMENTAL_DANE
+# ifdef SUPPORT_DANE
   if (  tlsa_dnsa
      && ob->hosts_request_ocsp[0] == '*'
      && ob->hosts_request_ocsp[1] == '\0'
@@ -2214,7 +2312,7 @@ tls_out.tlsa_usage = 0;
        verify_check_given_host(&ob->hosts_require_ocsp, host) == OK))
     request_ocsp = TRUE;
   else
-# ifdef EXPERIMENTAL_DANE
+# ifdef SUPPORT_DANE
     if (!request_ocsp)
 # endif
       request_ocsp =
@@ -2222,20 +2320,35 @@ tls_out.tlsa_usage = 0;
   }
 #endif
 
-rc = tls_init(&client_ctx, host, NULL,
+rc = tls_init(&exim_client_ctx->ctx, host, NULL,
     ob->tls_certificate, ob->tls_privatekey,
 #ifndef DISABLE_OCSP
     (void *)(long)request_ocsp,
 #endif
     addr, &client_static_cbinfo, errstr);
-if (rc != OK) return rc;
+if (rc != OK) return NULL;
 
-tls_out.certificate_verified = FALSE;
+tlsp->certificate_verified = FALSE;
 client_verify_callback_called = FALSE;
 
-if (!expand_check(ob->tls_require_ciphers, US"tls_require_ciphers",
-    &expciphers, errstr))
-  return FAIL;
+expciphers = NULL;
+#ifdef SUPPORT_DANE
+if (tlsa_dnsa)
+  {
+  /* We fall back to tls_require_ciphers if unset, empty or forced failure, but
+  other failures should be treated as problems. */
+  if (ob->dane_require_tls_ciphers &&
+      !expand_check(ob->dane_require_tls_ciphers, US"dane_require_tls_ciphers",
+        &expciphers, errstr))
+    return NULL;
+  if (expciphers && *expciphers == '\0')
+    expciphers = NULL;
+  }
+#endif
+if (!expciphers &&
+    !expand_check(ob->tls_require_ciphers, US"tls_require_ciphers",
+      &expciphers, errstr))
+  return NULL;
 
 /* In OpenSSL, cipher components are separated by hyphens. In GnuTLS, they
 are separated by underscores. So that I can use either form in my tests, and
@@ -2246,68 +2359,80 @@ if (expciphers)
   uschar *s = expciphers;
   while (*s) { if (*s == '_') *s = '-'; s++; }
   DEBUG(D_tls) debug_printf("required ciphers: %s\n", expciphers);
-  if (!SSL_CTX_set_cipher_list(client_ctx, CS expciphers))
-    return tls_error(US"SSL_CTX_set_cipher_list", host, NULL, errstr);
+  if (!SSL_CTX_set_cipher_list(exim_client_ctx->ctx, CS expciphers))
+    {
+    tls_error(US"SSL_CTX_set_cipher_list", host, NULL, errstr);
+    return NULL;
+    }
   }
 
-#ifdef EXPERIMENTAL_DANE
+#ifdef SUPPORT_DANE
 if (tlsa_dnsa)
   {
-  SSL_CTX_set_verify(client_ctx,
+  SSL_CTX_set_verify(exim_client_ctx->ctx,
     SSL_VERIFY_PEER | SSL_VERIFY_FAIL_IF_NO_PEER_CERT,
     verify_callback_client_dane);
 
   if (!DANESSL_library_init())
-    return tls_error(US"library init", host, NULL, errstr);
-  if (DANESSL_CTX_init(client_ctx) <= 0)
-    return tls_error(US"context init", host, NULL, errstr);
+    {
+    tls_error(US"library init", host, NULL, errstr);
+    return NULL;
+    }
+  if (DANESSL_CTX_init(exim_client_ctx->ctx) <= 0)
+    {
+    tls_error(US"context init", host, NULL, errstr);
+    return NULL;
+    }
   }
 else
 
 #endif
 
-  if ((rc = tls_client_basic_ctx_init(client_ctx, host, ob,
-      client_static_cbinfo, errstr)) != OK)
-    return rc;
+  if (tls_client_basic_ctx_init(exim_client_ctx->ctx, host, ob,
+       client_static_cbinfo, errstr) != OK)
+    return NULL;
 
-if ((client_ssl = SSL_new(client_ctx)) == NULL)
-  return tls_error(US"SSL_new", host, NULL, errstr);
-SSL_set_session_id_context(client_ssl, sid_ctx, Ustrlen(sid_ctx));
-SSL_set_fd(client_ssl, fd);
-SSL_set_connect_state(client_ssl);
+if (!(exim_client_ctx->ssl = SSL_new(exim_client_ctx->ctx)))
+  {
+  tls_error(US"SSL_new", host, NULL, errstr);
+  return NULL;
+  }
+SSL_set_session_id_context(exim_client_ctx->ssl, sid_ctx, Ustrlen(sid_ctx));
+SSL_set_fd(exim_client_ctx->ssl, fd);
+SSL_set_connect_state(exim_client_ctx->ssl);
 
 if (ob->tls_sni)
   {
-  if (!expand_check(ob->tls_sni, US"tls_sni", &tls_out.sni, errstr))
-    return FAIL;
-  if (!tls_out.sni)
+  if (!expand_check(ob->tls_sni, US"tls_sni", &tlsp->sni, errstr))
+    return NULL;
+  if (!tlsp->sni)
     {
     DEBUG(D_tls) debug_printf("Setting TLS SNI forced to fail, not sending\n");
     }
-  else if (!Ustrlen(tls_out.sni))
-    tls_out.sni = NULL;
+  else if (!Ustrlen(tlsp->sni))
+    tlsp->sni = NULL;
   else
     {
 #ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLSEXT
-    DEBUG(D_tls) debug_printf("Setting TLS SNI \"%s\"\n", tls_out.sni);
-    SSL_set_tlsext_host_name(client_ssl, tls_out.sni);
+    DEBUG(D_tls) debug_printf("Setting TLS SNI \"%s\"\n", tlsp->sni);
+    SSL_set_tlsext_host_name(exim_client_ctx->ssl, tlsp->sni);
 #else
     log_write(0, LOG_MAIN, "SNI unusable with this OpenSSL library version; ignoring \"%s\"\n",
-          tls_out.sni);
+          tlsp->sni);
 #endif
     }
   }
 
-#ifdef EXPERIMENTAL_DANE
+#ifdef SUPPORT_DANE
 if (tlsa_dnsa)
-  if ((rc = dane_tlsa_load(client_ssl, host, tlsa_dnsa, errstr)) != OK)
-    return rc;
+  if (dane_tlsa_load(exim_client_ctx->ssl, host, tlsa_dnsa, errstr) != OK)
+    return NULL;
 #endif
 
 #ifndef DISABLE_OCSP
 /* Request certificate status at connection-time.  If the server
 does OCSP stapling we will get the callback (set in tls_init()) */
-# ifdef EXPERIMENTAL_DANE
+# ifdef SUPPORT_DANE
 if (request_ocsp)
   {
   const uschar * s;
@@ -2326,14 +2451,14 @@ if (request_ocsp)
 
 if (request_ocsp)
   {
-  SSL_set_tlsext_status_type(client_ssl, TLSEXT_STATUSTYPE_ocsp);
+  SSL_set_tlsext_status_type(exim_client_ctx->ssl, TLSEXT_STATUSTYPE_ocsp);
   client_static_cbinfo->u_ocsp.client.verify_required = require_ocsp;
-  tls_out.ocsp = OCSP_NOT_RESP;
+  tlsp->ocsp = OCSP_NOT_RESP;
   }
 #endif
 
 #ifndef DISABLE_EVENT
-client_static_cbinfo->event_action = tb->event_action;
+client_static_cbinfo->event_action = tb ? tb->event_action : NULL;
 #endif
 
 /* There doesn't seem to be a built-in timeout on connection. */
@@ -2341,33 +2466,36 @@ client_static_cbinfo->event_action = tb->event_action;
 DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling SSL_connect\n");
 sigalrm_seen = FALSE;
 alarm(ob->command_timeout);
-rc = SSL_connect(client_ssl);
+rc = SSL_connect(exim_client_ctx->ssl);
 alarm(0);
 
-#ifdef EXPERIMENTAL_DANE
+#ifdef SUPPORT_DANE
 if (tlsa_dnsa)
-  DANESSL_cleanup(client_ssl);
+  DANESSL_cleanup(exim_client_ctx->ssl);
 #endif
 
 if (rc <= 0)
-  return tls_error(US"SSL_connect", host, sigalrm_seen ? US"timed out" : NULL,
-    errstr);
+  {
+  tls_error(US"SSL_connect", host, sigalrm_seen ? US"timed out" : NULL, errstr);
+  return NULL;
+  }
 
 DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_connect succeeded\n");
 
-peer_cert(client_ssl, &tls_out, peerdn, sizeof(peerdn));
+peer_cert(exim_client_ctx->ssl, tlsp, peerdn, sizeof(peerdn));
 
-construct_cipher_name(client_ssl, cipherbuf, sizeof(cipherbuf), &tls_out.bits);
-tls_out.cipher = cipherbuf;
+construct_cipher_name(exim_client_ctx->ssl, cipherbuf, sizeof(cipherbuf), &tlsp->bits);
+tlsp->cipher = cipherbuf;
 
 /* Record the certificate we presented */
   {
-  X509 * crt = SSL_get_certificate(client_ssl);
-  tls_out.ourcert = crt ? X509_dup(crt) : NULL;
+  X509 * crt = SSL_get_certificate(exim_client_ctx->ssl);
+  tlsp->ourcert = crt ? X509_dup(crt) : NULL;
   }
 
-tls_out.active = fd;
-return OK;
+tlsp->active.sock = fd;
+tlsp->active.tls_ctx = exim_client_ctx;
+return exim_client_ctx;
 }
 
 
@@ -2387,50 +2515,70 @@ if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(smtp_receive_timeout);
 inbytes = SSL_read(server_ssl, CS ssl_xfer_buffer,
                  MIN(ssl_xfer_buffer_size, lim));
 error = SSL_get_error(server_ssl, inbytes);
-alarm(0);
+if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(0);
+
+if (had_command_timeout)               /* set by signal handler */
+  smtp_command_timeout_exit();         /* does not return */
+if (had_command_sigterm)
+  smtp_command_sigterm_exit();
+if (had_data_timeout)
+  smtp_data_timeout_exit();
+if (had_data_sigint)
+  smtp_data_sigint_exit();
 
 /* SSL_ERROR_ZERO_RETURN appears to mean that the SSL session has been
 closed down, not that the socket itself has been closed down. Revert to
 non-SSL handling. */
 
-if (error == SSL_ERROR_ZERO_RETURN)
+switch(error)
   {
-  DEBUG(D_tls) debug_printf("Got SSL_ERROR_ZERO_RETURN\n");
+  case SSL_ERROR_NONE:
+    break;
 
-  receive_getc = smtp_getc;
-  receive_getbuf = smtp_getbuf;
-  receive_get_cache = smtp_get_cache;
-  receive_ungetc = smtp_ungetc;
-  receive_feof = smtp_feof;
-  receive_ferror = smtp_ferror;
-  receive_smtp_buffered = smtp_buffered;
-
-  SSL_free(server_ssl);
-  server_ssl = NULL;
-  tls_in.active = -1;
-  tls_in.bits = 0;
-  tls_in.cipher = NULL;
-  tls_in.peerdn = NULL;
-  tls_in.sni = NULL;
+  case SSL_ERROR_ZERO_RETURN:
+    DEBUG(D_tls) debug_printf("Got SSL_ERROR_ZERO_RETURN\n");
 
-  return FALSE;
-  }
+    receive_getc = smtp_getc;
+    receive_getbuf = smtp_getbuf;
+    receive_get_cache = smtp_get_cache;
+    receive_ungetc = smtp_ungetc;
+    receive_feof = smtp_feof;
+    receive_ferror = smtp_ferror;
+    receive_smtp_buffered = smtp_buffered;
 
-/* Handle genuine errors */
+    if (SSL_get_shutdown(server_ssl) == SSL_RECEIVED_SHUTDOWN)
+         SSL_shutdown(server_ssl);
 
-else if (error == SSL_ERROR_SSL)
-  {
-  ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
-  log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error (SSL_read): %s", ssl_errstring);
-  ssl_xfer_error = 1;
-  return FALSE;
-  }
+#ifndef DISABLE_OCSP
+    sk_X509_pop_free(server_static_cbinfo->verify_stack, X509_free);
+    server_static_cbinfo->verify_stack = NULL;
+#endif
+    SSL_free(server_ssl);
+    SSL_CTX_free(server_ctx);
+    server_ctx = NULL;
+    server_ssl = NULL;
+    tls_in.active.sock = -1;
+    tls_in.active.tls_ctx = NULL;
+    tls_in.bits = 0;
+    tls_in.cipher = NULL;
+    tls_in.peerdn = NULL;
+    tls_in.sni = NULL;
 
-else if (error != SSL_ERROR_NONE)
-  {
-  DEBUG(D_tls) debug_printf("Got SSL error %d\n", error);
-  ssl_xfer_error = 1;
-  return FALSE;
+    return FALSE;
+
+  /* Handle genuine errors */
+  case SSL_ERROR_SSL:
+    ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
+    log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error (SSL_read): %s", ssl_errstring);
+    ssl_xfer_error = TRUE;
+    return FALSE;
+
+  default:
+    DEBUG(D_tls) debug_printf("Got SSL error %d\n", error);
+    DEBUG(D_tls) if (error == SSL_ERROR_SYSCALL)
+      debug_printf(" - syscall %s\n", strerror(errno));
+    ssl_xfer_error = TRUE;
+    return FALSE;
   }
 
 #ifndef DISABLE_DKIM
@@ -2514,19 +2662,20 @@ return ssl_xfer_buffer_lwm < ssl_xfer_buffer_hwm || SSL_pending(server_ssl) > 0;
 
 /*
 Arguments:
+  ct_ctx    client context pointer, or NULL for the one global server context
   buff      buffer of data
   len       size of buffer
 
 Returns:    the number of bytes read
-            -1 after a failed read
+            -1 after a failed read, including EOF
 
 Only used by the client-side TLS.
 */
 
 int
-tls_read(BOOL is_server, uschar *buff, size_t len)
+tls_read(void * ct_ctx, uschar *buff, size_t len)
 {
-SSL *ssl = is_server ? server_ssl : client_ssl;
+SSL * ssl = ct_ctx ? ((exim_openssl_client_tls_ctx *)ct_ctx)->ssl : server_ssl;
 int inbytes;
 int error;
 
@@ -2557,7 +2706,7 @@ return inbytes;
 
 /*
 Arguments:
-  is_server channel specifier
+  ct_ctx    client context pointer, or NULL for the one global server context
   buff      buffer of data
   len       number of bytes
   more     further data expected soon
@@ -2569,10 +2718,10 @@ Used by both server-side and client-side TLS.
 */
 
 int
-tls_write(BOOL is_server, const uschar *buff, size_t len, BOOL more)
+tls_write(void * ct_ctx, const uschar *buff, size_t len, BOOL more)
 {
 int outbytes, error, left;
-SSL *ssl = is_server ? server_ssl : client_ssl;
+SSL * ssl = ct_ctx ? ((exim_openssl_client_tls_ctx *)ct_ctx)->ssl : server_ssl;
 static gstring * corked = NULL;
 
 DEBUG(D_tls) debug_printf("%s(%p, %lu%s)\n", __FUNCTION__,
@@ -2583,7 +2732,7 @@ DEBUG(D_tls) debug_printf("%s(%p, %lu%s)\n", __FUNCTION__,
 one stream does it, in one context (i.e. no store reset).  Currently it is used
 for the responses to the received SMTP MAIL , RCPT, DATA sequence, only. */
 
-if (is_server && (more || corked))
+if (!ct_ctx && (more || corked))
   {
   corked = string_catn(corked, buff, len);
   if (more)
@@ -2595,7 +2744,7 @@ if (is_server && (more || corked))
 
 for (left = len; left > 0;)
   {
-  DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_write(SSL, %p, %d)\n", buff, left);
+  DEBUG(D_tls) debug_printf("SSL_write(%p, %p, %d)\n", ssl, buff, left);
   outbytes = SSL_write(ssl, CS buff, left);
   error = SSL_get_error(ssl, outbytes);
   DEBUG(D_tls) debug_printf("outbytes=%d error=%d\n", outbytes, error);
@@ -2639,29 +2788,59 @@ return len;
 daemon, to shut down the TLS library, without actually doing a shutdown (which
 would tamper with the SSL session in the parent process).
 
-Arguments:   TRUE if SSL_shutdown is to be called
+Arguments:
+  ct_ctx       client TLS context pointer, or NULL for the one global server context
+  shutdown     1 if TLS close-alert is to be sent,
+               2 if also response to be waited for
+
 Returns:     nothing
 
 Used by both server-side and client-side TLS.
 */
 
 void
-tls_close(BOOL is_server, BOOL shutdown)
+tls_close(void * ct_ctx, int shutdown)
 {
-SSL **sslp = is_server ? &server_ssl : &client_ssl;
-int *fdp = is_server ? &tls_in.active : &tls_out.active;
+exim_openssl_client_tls_ctx * o_ctx = ct_ctx;
+SSL_CTX **ctxp = o_ctx ? &o_ctx->ctx : &server_ctx;
+SSL **sslp =     o_ctx ? &o_ctx->ssl : &server_ssl;
+int *fdp = o_ctx ? &tls_out.active.sock : &tls_in.active.sock;
 
 if (*fdp < 0) return;  /* TLS was not active */
 
 if (shutdown)
   {
-  DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_close(): shutting down SSL\n");
-  SSL_shutdown(*sslp);
+  int rc;
+  DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_close(): shutting down TLS%s\n",
+    shutdown > 1 ? " (with response-wait)" : "");
+
+  if (  (rc = SSL_shutdown(*sslp)) == 0        /* send "close notify" alert */
+     && shutdown > 1)
+    {
+    alarm(2);
+    rc = SSL_shutdown(*sslp);          /* wait for response */
+    alarm(0);
+    }
+
+  if (rc < 0) DEBUG(D_tls)
+    {
+    ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
+    debug_printf("SSL_shutdown: %s\n", ssl_errstring);
+    }
+  }
+
+#ifndef DISABLE_OCSP
+if (!o_ctx)            /* server side */
+  {
+  sk_X509_pop_free(server_static_cbinfo->verify_stack, X509_free);
+  server_static_cbinfo->verify_stack = NULL;
   }
+#endif
 
+SSL_CTX_free(*ctxp);
 SSL_free(*sslp);
+*ctxp = NULL;
 *sslp = NULL;
-
 *fdp = -1;
 }
 
@@ -2711,8 +2890,11 @@ while (*s != 0) { if (*s == '_') *s = '-'; s++; }
 
 err = NULL;
 
-ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());
-if (!ctx)
+#ifdef EXIM_HAVE_OPENSSL_TLS_METHOD
+if (!(ctx = SSL_CTX_new(TLS_server_method())))
+#else
+if (!(ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method())))
+#endif
   {
   ERR_error_string(ERR_get_error(), ssl_errstring);
   return string_sprintf("SSL_CTX_new() failed: %s", ssl_errstring);