43094f30ddc4a034293f0af318eb9881d7a6323f
[users/heiko/exim.git] / src / src / tls-gnu.c
1 /*************************************************
2 *     Exim - an Internet mail transport agent    *
3 *************************************************/
4
5 /* Copyright (c) University of Cambridge 1995 - 2017 */
6 /* See the file NOTICE for conditions of use and distribution. */
7
8 /* Copyright (c) Phil Pennock 2012 */
9
10 /* This file provides TLS/SSL support for Exim using the GnuTLS library,
11 one of the available supported implementations.  This file is #included into
12 tls.c when USE_GNUTLS has been set.
13
14 The code herein is a revamp of GnuTLS integration using the current APIs; the
15 original tls-gnu.c was based on a patch which was contributed by Nikos
16 Mavrogiannopoulos.  The revamp is partially a rewrite, partially cut&paste as
17 appropriate.
18
19 APIs current as of GnuTLS 2.12.18; note that the GnuTLS manual is for GnuTLS 3,
20 which is not widely deployed by OS vendors.  Will note issues below, which may
21 assist in updating the code in the future.  Another sources of hints is
22 mod_gnutls for Apache (SNI callback registration and handling).
23
24 Keeping client and server variables more split than before and is currently
25 the norm, in anticipation of TLS in ACL callouts.
26
27 I wanted to switch to gnutls_certificate_set_verify_function() so that
28 certificate rejection could happen during handshake where it belongs, rather
29 than being dropped afterwards, but that was introduced in 2.10.0 and Debian
30 (6.0.5) is still on 2.8.6.  So for now we have to stick with sub-par behaviour.
31
32 (I wasn't looking for libraries quite that old, when updating to get rid of
33 compiler warnings of deprecated APIs.  If it turns out that a lot of the rest
34 require current GnuTLS, then we'll drop support for the ancient libraries).
35 */
36
37 #include <gnutls/gnutls.h>
38 /* needed for cert checks in verification and DN extraction: */
39 #include <gnutls/x509.h>
40 /* man-page is incorrect, gnutls_rnd() is not in gnutls.h: */
41 #include <gnutls/crypto.h>
42 /* needed to disable PKCS11 autoload unless requested */
43 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x020c00
44 # include <gnutls/pkcs11.h>
45 # define SUPPORT_PARAM_TO_PK_BITS
46 #endif
47 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER < 0x030103 && !defined(DISABLE_OCSP)
48 # warning "GnuTLS library version too old; define DISABLE_OCSP in Makefile"
49 # define DISABLE_OCSP
50 #endif
51 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER < 0x020a00 && !defined(DISABLE_EVENT)
52 # warning "GnuTLS library version too old; tls:cert event unsupported"
53 # define DISABLE_EVENT
54 #endif
55 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030306
56 # define SUPPORT_CA_DIR
57 #else
58 # undef  SUPPORT_CA_DIR
59 #endif
60 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030014
61 # define SUPPORT_SYSDEFAULT_CABUNDLE
62 #endif
63 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x030109
64 # define SUPPORT_CORK
65 #endif
66
67 #ifndef DISABLE_OCSP
68 # include <gnutls/ocsp.h>
69 #endif
70
71 /* GnuTLS 2 vs 3
72
73 GnuTLS 3 only:
74   gnutls_global_set_audit_log_function()
75
76 Changes:
77   gnutls_certificate_verify_peers2(): is new, drop the 2 for old version
78 */
79
80 /* Local static variables for GnuTLS */
81
82 /* Values for verify_requirement */
83
84 enum peer_verify_requirement
85   { VERIFY_NONE, VERIFY_OPTIONAL, VERIFY_REQUIRED };
86
87 /* This holds most state for server or client; with this, we can set up an
88 outbound TLS-enabled connection in an ACL callout, while not stomping all
89 over the TLS variables available for expansion.
90
91 Some of these correspond to variables in globals.c; those variables will
92 be set to point to content in one of these instances, as appropriate for
93 the stage of the process lifetime.
94
95 Not handled here: global tls_channelbinding_b64.
96 */
97
98 typedef struct exim_gnutls_state {
99   gnutls_session_t      session;
100   gnutls_certificate_credentials_t x509_cred;
101   gnutls_priority_t     priority_cache;
102   enum peer_verify_requirement verify_requirement;
103   int                   fd_in;
104   int                   fd_out;
105   BOOL                  peer_cert_verified;
106   BOOL                  trigger_sni_changes;
107   BOOL                  have_set_peerdn;
108   const struct host_item *host;
109   gnutls_x509_crt_t     peercert;
110   uschar                *peerdn;
111   uschar                *ciphersuite;
112   uschar                *received_sni;
113
114   const uschar *tls_certificate;
115   const uschar *tls_privatekey;
116   const uschar *tls_sni; /* client send only, not received */
117   const uschar *tls_verify_certificates;
118   const uschar *tls_crl;
119   const uschar *tls_require_ciphers;
120
121   uschar *exp_tls_certificate;
122   uschar *exp_tls_privatekey;
123   uschar *exp_tls_verify_certificates;
124   uschar *exp_tls_crl;
125   uschar *exp_tls_require_ciphers;
126   uschar *exp_tls_ocsp_file;
127   const uschar *exp_tls_verify_cert_hostnames;
128 #ifndef DISABLE_EVENT
129   uschar *event_action;
130 #endif
131
132   tls_support *tlsp;    /* set in tls_init() */
133
134   uschar *xfer_buffer;
135   int xfer_buffer_lwm;
136   int xfer_buffer_hwm;
137   int xfer_eof;
138   int xfer_error;
139 } exim_gnutls_state_st;
140
141 static const exim_gnutls_state_st exim_gnutls_state_init = {
142   .session =            NULL,
143   .x509_cred =          NULL,
144   .priority_cache =     NULL,
145   .verify_requirement = VERIFY_NONE,
146   .fd_in =              -1,
147   .fd_out =             -1,
148   .peer_cert_verified = FALSE,
149   .trigger_sni_changes =FALSE,
150   .have_set_peerdn =    FALSE,
151   .host =               NULL,
152   .peercert =           NULL,
153   .peerdn =             NULL,
154   .ciphersuite =        NULL,
155   .received_sni =       NULL,
156
157   .tls_certificate =    NULL,
158   .tls_privatekey =     NULL,
159   .tls_sni =            NULL,
160   .tls_verify_certificates = NULL,
161   .tls_crl =            NULL,
162   .tls_require_ciphers =NULL,
163
164   .exp_tls_certificate = NULL,
165   .exp_tls_privatekey = NULL,
166   .exp_tls_verify_certificates = NULL,
167   .exp_tls_crl =        NULL,
168   .exp_tls_require_ciphers = NULL,
169   .exp_tls_ocsp_file =  NULL,
170   .exp_tls_verify_cert_hostnames = NULL,
171 #ifndef DISABLE_EVENT
172   .event_action =       NULL,
173 #endif
174   .tlsp =               NULL,
175
176   .xfer_buffer =        NULL,
177   .xfer_buffer_lwm =    0,
178   .xfer_buffer_hwm =    0,
179   .xfer_eof =           0,
180   .xfer_error =         0,
181 };
182
183 /* Not only do we have our own APIs which don't pass around state, assuming
184 it's held in globals, GnuTLS doesn't appear to let us register callback data
185 for callbacks, or as part of the session, so we have to keep a "this is the
186 context we're currently dealing with" pointer and rely upon being
187 single-threaded to keep from processing data on an inbound TLS connection while
188 talking to another TLS connection for an outbound check.  This does mean that
189 there's no way for heart-beats to be responded to, for the duration of the
190 second connection.
191 XXX But see gnutls_session_get_ptr()
192 */
193
194 static exim_gnutls_state_st state_server, state_client;
195
196 /* dh_params are initialised once within the lifetime of a process using TLS;
197 if we used TLS in a long-lived daemon, we'd have to reconsider this.  But we
198 don't want to repeat this. */
199
200 static gnutls_dh_params_t dh_server_params = NULL;
201
202 /* No idea how this value was chosen; preserving it.  Default is 3600. */
203
204 static const int ssl_session_timeout = 200;
205
206 static const char * const exim_default_gnutls_priority = "NORMAL";
207
208 /* Guard library core initialisation */
209
210 static BOOL exim_gnutls_base_init_done = FALSE;
211
212 #ifndef DISABLE_OCSP
213 static BOOL gnutls_buggy_ocsp = FALSE;
214 #endif
215
216
217 /* ------------------------------------------------------------------------ */
218 /* macros */
219
220 #define MAX_HOST_LEN 255
221
222 /* Set this to control gnutls_global_set_log_level(); values 0 to 9 will setup
223 the library logging; a value less than 0 disables the calls to set up logging
224 callbacks. */
225 #ifndef EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL
226 # define EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL -1
227 #endif
228
229 #ifndef EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS
230 # define EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS 1024
231 #endif
232
233 /* With GnuTLS 2.12.x+ we have gnutls_sec_param_to_pk_bits() with which we
234 can ask for a bit-strength.  Without that, we stick to the constant we had
235 before, for now. */
236 #ifndef EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12
237 # define EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12 1024
238 #endif
239
240 #define exim_gnutls_err_check(Label) do { \
241   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) \
242     return tls_error((Label), gnutls_strerror(rc), host, errstr); \
243   } while (0)
244
245 #define expand_check_tlsvar(Varname, errstr) \
246   expand_check(state->Varname, US #Varname, &state->exp_##Varname, errstr)
247
248 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x020c00
249 # define HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
250 # define HAVE_GNUTLS_SEC_PARAM_CONSTANTS
251 # define HAVE_GNUTLS_RND
252 /* The security fix we provide with the gnutls_allow_auto_pkcs11 option
253  * (4.82 PP/09) introduces a compatibility regression. The symbol simply
254  * isn't available sometimes, so this needs to become a conditional
255  * compilation; the sanest way to deal with this being a problem on
256  * older OSes is to block it in the Local/Makefile with this compiler
257  * definition  */
258 # ifndef AVOID_GNUTLS_PKCS11
259 #  define HAVE_GNUTLS_PKCS11
260 # endif /* AVOID_GNUTLS_PKCS11 */
261 #endif
262
263
264
265
266 /* ------------------------------------------------------------------------ */
267 /* Callback declarations */
268
269 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
270 static void exim_gnutls_logger_cb(int level, const char *message);
271 #endif
272
273 static int exim_sni_handling_cb(gnutls_session_t session);
274
275 #ifndef DISABLE_OCSP
276 static int server_ocsp_stapling_cb(gnutls_session_t session, void * ptr,
277   gnutls_datum_t * ocsp_response);
278 #endif
279
280
281
282 /* ------------------------------------------------------------------------ */
283 /* Static functions */
284
285 /*************************************************
286 *               Handle TLS error                 *
287 *************************************************/
288
289 /* Called from lots of places when errors occur before actually starting to do
290 the TLS handshake, that is, while the session is still in clear. Always returns
291 DEFER for a server and FAIL for a client so that most calls can use "return
292 tls_error(...)" to do this processing and then give an appropriate return. A
293 single function is used for both server and client, because it is called from
294 some shared functions.
295
296 Argument:
297   prefix    text to include in the logged error
298   msg       additional error string (may be NULL)
299             usually obtained from gnutls_strerror()
300   host      NULL if setting up a server;
301             the connected host if setting up a client
302   errstr    pointer to returned error string
303
304 Returns:    OK/DEFER/FAIL
305 */
306
307 static int
308 tls_error(const uschar *prefix, const char *msg, const host_item *host,
309   uschar ** errstr)
310 {
311 if (errstr)
312   *errstr = string_sprintf("(%s)%s%s", prefix, msg ? ": " : "", msg ? msg : "");
313 return host ? FAIL : DEFER;
314 }
315
316
317
318
319 /*************************************************
320 *    Deal with logging errors during I/O         *
321 *************************************************/
322
323 /* We have to get the identity of the peer from saved data.
324
325 Argument:
326   state    the current GnuTLS exim state container
327   rc       the GnuTLS error code, or 0 if it's a local error
328   when     text identifying read or write
329   text     local error text when ec is 0
330
331 Returns:   nothing
332 */
333
334 static void
335 record_io_error(exim_gnutls_state_st *state, int rc, uschar *when, uschar *text)
336 {
337 const char * msg;
338 uschar * errstr;
339
340 if (rc == GNUTLS_E_FATAL_ALERT_RECEIVED)
341   msg = CS string_sprintf("%s: %s", US gnutls_strerror(rc),
342     US gnutls_alert_get_name(gnutls_alert_get(state->session)));
343 else
344   msg = gnutls_strerror(rc);
345
346 (void) tls_error(when, msg, state->host, &errstr);
347
348 if (state->host)
349   log_write(0, LOG_MAIN, "H=%s [%s] TLS error on connection %s",
350     state->host->name, state->host->address, errstr);
351 else
352   {
353   uschar * conn_info = smtp_get_connection_info();
354   if (Ustrncmp(conn_info, US"SMTP ", 5) == 0) conn_info += 5;
355   /* I'd like to get separated H= here, but too hard for now */
356   log_write(0, LOG_MAIN, "TLS error on %s %s", conn_info, errstr);
357   }
358 }
359
360
361
362
363 /*************************************************
364 *        Set various Exim expansion vars         *
365 *************************************************/
366
367 #define exim_gnutls_cert_err(Label) \
368   do \
369     { \
370     if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) \
371       { \
372       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: cert problem: %s: %s\n", \
373         (Label), gnutls_strerror(rc)); \
374       return rc; \
375       } \
376     } while (0)
377
378 static int
379 import_cert(const gnutls_datum_t * cert, gnutls_x509_crt_t * crtp)
380 {
381 int rc;
382
383 rc = gnutls_x509_crt_init(crtp);
384 exim_gnutls_cert_err(US"gnutls_x509_crt_init (crt)");
385
386 rc = gnutls_x509_crt_import(*crtp, cert, GNUTLS_X509_FMT_DER);
387 exim_gnutls_cert_err(US"failed to import certificate [gnutls_x509_crt_import(cert)]");
388
389 return rc;
390 }
391
392 #undef exim_gnutls_cert_err
393
394
395 /* We set various Exim global variables from the state, once a session has
396 been established.  With TLS callouts, may need to change this to stack
397 variables, or just re-call it with the server state after client callout
398 has finished.
399
400 Make sure anything set here is unset in tls_getc().
401
402 Sets:
403   tls_active                fd
404   tls_bits                  strength indicator
405   tls_certificate_verified  bool indicator
406   tls_channelbinding_b64    for some SASL mechanisms
407   tls_cipher                a string
408   tls_peercert              pointer to library internal
409   tls_peerdn                a string
410   tls_sni                   a (UTF-8) string
411   tls_ourcert               pointer to library internal
412
413 Argument:
414   state      the relevant exim_gnutls_state_st *
415 */
416
417 static void
418 extract_exim_vars_from_tls_state(exim_gnutls_state_st * state)
419 {
420 gnutls_cipher_algorithm_t cipher;
421 #ifdef HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
422 int old_pool;
423 int rc;
424 gnutls_datum_t channel;
425 #endif
426 tls_support * tlsp = state->tlsp;
427
428 tlsp->active = state->fd_out;
429
430 cipher = gnutls_cipher_get(state->session);
431 /* returns size in "bytes" */
432 tlsp->bits = gnutls_cipher_get_key_size(cipher) * 8;
433
434 tlsp->cipher = state->ciphersuite;
435
436 DEBUG(D_tls) debug_printf("cipher: %s\n", state->ciphersuite);
437
438 tlsp->certificate_verified = state->peer_cert_verified;
439
440 /* note that tls_channelbinding_b64 is not saved to the spool file, since it's
441 only available for use for authenticators while this TLS session is running. */
442
443 tls_channelbinding_b64 = NULL;
444 #ifdef HAVE_GNUTLS_SESSION_CHANNEL_BINDING
445 channel.data = NULL;
446 channel.size = 0;
447 rc = gnutls_session_channel_binding(state->session, GNUTLS_CB_TLS_UNIQUE, &channel);
448 if (rc) {
449   DEBUG(D_tls) debug_printf("Channel binding error: %s\n", gnutls_strerror(rc));
450 } else {
451   old_pool = store_pool;
452   store_pool = POOL_PERM;
453   tls_channelbinding_b64 = b64encode(channel.data, (int)channel.size);
454   store_pool = old_pool;
455   DEBUG(D_tls) debug_printf("Have channel bindings cached for possible auth usage.\n");
456 }
457 #endif
458
459 /* peercert is set in peer_status() */
460 tlsp->peerdn = state->peerdn;
461 tlsp->sni =    state->received_sni;
462
463 /* record our certificate */
464   {
465   const gnutls_datum_t * cert = gnutls_certificate_get_ours(state->session);
466   gnutls_x509_crt_t crt;
467
468   tlsp->ourcert = cert && import_cert(cert, &crt)==0 ? crt : NULL;
469   }
470 }
471
472
473
474
475 /*************************************************
476 *            Setup up DH parameters              *
477 *************************************************/
478
479 /* Generating the D-H parameters may take a long time. They only need to
480 be re-generated every so often, depending on security policy. What we do is to
481 keep these parameters in a file in the spool directory. If the file does not
482 exist, we generate them. This means that it is easy to cause a regeneration.
483
484 The new file is written as a temporary file and renamed, so that an incomplete
485 file is never present. If two processes both compute some new parameters, you
486 waste a bit of effort, but it doesn't seem worth messing around with locking to
487 prevent this.
488
489 Returns:     OK/DEFER/FAIL
490 */
491
492 static int
493 init_server_dh(uschar ** errstr)
494 {
495 int fd, rc;
496 unsigned int dh_bits;
497 gnutls_datum_t m;
498 uschar filename_buf[PATH_MAX];
499 uschar *filename = NULL;
500 size_t sz;
501 uschar *exp_tls_dhparam;
502 BOOL use_file_in_spool = FALSE;
503 BOOL use_fixed_file = FALSE;
504 host_item *host = NULL; /* dummy for macros */
505
506 DEBUG(D_tls) debug_printf("Initialising GnuTLS server params.\n");
507
508 rc = gnutls_dh_params_init(&dh_server_params);
509 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_init");
510
511 m.data = NULL;
512 m.size = 0;
513
514 if (!expand_check(tls_dhparam, US"tls_dhparam", &exp_tls_dhparam, errstr))
515   return DEFER;
516
517 if (!exp_tls_dhparam)
518   {
519   DEBUG(D_tls) debug_printf("Loading default hard-coded DH params\n");
520   m.data = US std_dh_prime_default();
521   m.size = Ustrlen(m.data);
522   }
523 else if (Ustrcmp(exp_tls_dhparam, "historic") == 0)
524   use_file_in_spool = TRUE;
525 else if (Ustrcmp(exp_tls_dhparam, "none") == 0)
526   {
527   DEBUG(D_tls) debug_printf("Requested no DH parameters.\n");
528   return OK;
529   }
530 else if (exp_tls_dhparam[0] != '/')
531   {
532   if (!(m.data = US std_dh_prime_named(exp_tls_dhparam)))
533     return tls_error(US"No standard prime named", CS exp_tls_dhparam, NULL, errstr);
534   m.size = Ustrlen(m.data);
535   }
536 else
537   {
538   use_fixed_file = TRUE;
539   filename = exp_tls_dhparam;
540   }
541
542 if (m.data)
543   {
544   rc = gnutls_dh_params_import_pkcs3(dh_server_params, &m, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
545   exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_import_pkcs3");
546   DEBUG(D_tls) debug_printf("Loaded fixed standard D-H parameters\n");
547   return OK;
548   }
549
550 #ifdef HAVE_GNUTLS_SEC_PARAM_CONSTANTS
551 /* If you change this constant, also change dh_param_fn_ext so that we can use a
552 different filename and ensure we have sufficient bits. */
553 dh_bits = gnutls_sec_param_to_pk_bits(GNUTLS_PK_DH, GNUTLS_SEC_PARAM_NORMAL);
554 if (!dh_bits)
555   return tls_error(US"gnutls_sec_param_to_pk_bits() failed", NULL, NULL, errstr);
556 DEBUG(D_tls)
557   debug_printf("GnuTLS tells us that for D-H PK, NORMAL is %d bits.\n",
558       dh_bits);
559 #else
560 dh_bits = EXIM_SERVER_DH_BITS_PRE2_12;
561 DEBUG(D_tls)
562   debug_printf("GnuTLS lacks gnutls_sec_param_to_pk_bits(), using %d bits.\n",
563       dh_bits);
564 #endif
565
566 /* Some clients have hard-coded limits. */
567 if (dh_bits > tls_dh_max_bits)
568   {
569   DEBUG(D_tls)
570     debug_printf("tls_dh_max_bits clamping override, using %d bits instead.\n",
571         tls_dh_max_bits);
572   dh_bits = tls_dh_max_bits;
573   }
574
575 if (use_file_in_spool)
576   {
577   if (!string_format(filename_buf, sizeof(filename_buf),
578         "%s/gnutls-params-%d", spool_directory, dh_bits))
579     return tls_error(US"overlong filename", NULL, NULL, errstr);
580   filename = filename_buf;
581   }
582
583 /* Open the cache file for reading and if successful, read it and set up the
584 parameters. */
585
586 if ((fd = Uopen(filename, O_RDONLY, 0)) >= 0)
587   {
588   struct stat statbuf;
589   FILE *fp;
590   int saved_errno;
591
592   if (fstat(fd, &statbuf) < 0)  /* EIO */
593     {
594     saved_errno = errno;
595     (void)close(fd);
596     return tls_error(US"TLS cache stat failed", strerror(saved_errno), NULL, errstr);
597     }
598   if (!S_ISREG(statbuf.st_mode))
599     {
600     (void)close(fd);
601     return tls_error(US"TLS cache not a file", NULL, NULL, errstr);
602     }
603   if (!(fp = fdopen(fd, "rb")))
604     {
605     saved_errno = errno;
606     (void)close(fd);
607     return tls_error(US"fdopen(TLS cache stat fd) failed",
608         strerror(saved_errno), NULL, errstr);
609     }
610
611   m.size = statbuf.st_size;
612   if (!(m.data = malloc(m.size)))
613     {
614     fclose(fp);
615     return tls_error(US"malloc failed", strerror(errno), NULL, errstr);
616     }
617   if (!(sz = fread(m.data, m.size, 1, fp)))
618     {
619     saved_errno = errno;
620     fclose(fp);
621     free(m.data);
622     return tls_error(US"fread failed", strerror(saved_errno), NULL, errstr);
623     }
624   fclose(fp);
625
626   rc = gnutls_dh_params_import_pkcs3(dh_server_params, &m, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
627   free(m.data);
628   exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_import_pkcs3");
629   DEBUG(D_tls) debug_printf("read D-H parameters from file \"%s\"\n", filename);
630   }
631
632 /* If the file does not exist, fall through to compute new data and cache it.
633 If there was any other opening error, it is serious. */
634
635 else if (errno == ENOENT)
636   {
637   rc = -1;
638   DEBUG(D_tls)
639     debug_printf("D-H parameter cache file \"%s\" does not exist\n", filename);
640   }
641 else
642   return tls_error(string_open_failed(errno, "\"%s\" for reading", filename),
643       NULL, NULL, errstr);
644
645 /* If ret < 0, either the cache file does not exist, or the data it contains
646 is not useful. One particular case of this is when upgrading from an older
647 release of Exim in which the data was stored in a different format. We don't
648 try to be clever and support both formats; we just regenerate new data in this
649 case. */
650
651 if (rc < 0)
652   {
653   uschar *temp_fn;
654   unsigned int dh_bits_gen = dh_bits;
655
656   if ((PATH_MAX - Ustrlen(filename)) < 10)
657     return tls_error(US"Filename too long to generate replacement",
658         CS filename, NULL, errstr);
659
660   temp_fn = string_copy(US "%s.XXXXXXX");
661   if ((fd = mkstemp(CS temp_fn)) < 0)   /* modifies temp_fn */
662     return tls_error(US"Unable to open temp file", strerror(errno), NULL, errstr);
663   (void)fchown(fd, exim_uid, exim_gid);   /* Probably not necessary */
664
665   /* GnuTLS overshoots!
666    * If we ask for 2236, we might get 2237 or more.
667    * But there's no way to ask GnuTLS how many bits there really are.
668    * We can ask how many bits were used in a TLS session, but that's it!
669    * The prime itself is hidden behind too much abstraction.
670    * So we ask for less, and proceed on a wing and a prayer.
671    * First attempt, subtracted 3 for 2233 and got 2240.
672    */
673   if (dh_bits >= EXIM_CLIENT_DH_MIN_BITS + 10)
674     {
675     dh_bits_gen = dh_bits - 10;
676     DEBUG(D_tls)
677       debug_printf("being paranoid about DH generation, make it '%d' bits'\n",
678           dh_bits_gen);
679     }
680
681   DEBUG(D_tls)
682     debug_printf("requesting generation of %d bit Diffie-Hellman prime ...\n",
683         dh_bits_gen);
684   rc = gnutls_dh_params_generate2(dh_server_params, dh_bits_gen);
685   exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_generate2");
686
687   /* gnutls_dh_params_export_pkcs3() will tell us the exact size, every time,
688   and I confirmed that a NULL call to get the size first is how the GnuTLS
689   sample apps handle this. */
690
691   sz = 0;
692   m.data = NULL;
693   rc = gnutls_dh_params_export_pkcs3(dh_server_params, GNUTLS_X509_FMT_PEM,
694       m.data, &sz);
695   if (rc != GNUTLS_E_SHORT_MEMORY_BUFFER)
696     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_export_pkcs3(NULL) sizing");
697   m.size = sz;
698   if (!(m.data = malloc(m.size)))
699     return tls_error(US"memory allocation failed", strerror(errno), NULL, errstr);
700
701   /* this will return a size 1 less than the allocation size above */
702   rc = gnutls_dh_params_export_pkcs3(dh_server_params, GNUTLS_X509_FMT_PEM,
703       m.data, &sz);
704   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
705     {
706     free(m.data);
707     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_dh_params_export_pkcs3() real");
708     }
709   m.size = sz; /* shrink by 1, probably */
710
711   if ((sz = write_to_fd_buf(fd, m.data, (size_t) m.size)) != m.size)
712     {
713     free(m.data);
714     return tls_error(US"TLS cache write D-H params failed",
715         strerror(errno), NULL, errstr);
716     }
717   free(m.data);
718   if ((sz = write_to_fd_buf(fd, US"\n", 1)) != 1)
719     return tls_error(US"TLS cache write D-H params final newline failed",
720         strerror(errno), NULL, errstr);
721
722   if ((rc = close(fd)))
723     return tls_error(US"TLS cache write close() failed", strerror(errno), NULL, errstr);
724
725   if (Urename(temp_fn, filename) < 0)
726     return tls_error(string_sprintf("failed to rename \"%s\" as \"%s\"",
727           temp_fn, filename), strerror(errno), NULL, errstr);
728
729   DEBUG(D_tls) debug_printf("wrote D-H parameters to file \"%s\"\n", filename);
730   }
731
732 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialized server D-H parameters\n");
733 return OK;
734 }
735
736
737
738
739 /* Create and install a selfsigned certificate, for use in server mode */
740
741 static int
742 tls_install_selfsign(exim_gnutls_state_st * state, uschar ** errstr)
743 {
744 gnutls_x509_crt_t cert = NULL;
745 time_t now;
746 gnutls_x509_privkey_t pkey = NULL;
747 const uschar * where;
748 int rc;
749
750 where = US"initialising pkey";
751 if ((rc = gnutls_x509_privkey_init(&pkey))) goto err;
752
753 where = US"initialising cert";
754 if ((rc = gnutls_x509_crt_init(&cert))) goto err;
755
756 where = US"generating pkey";
757 if ((rc = gnutls_x509_privkey_generate(pkey, GNUTLS_PK_RSA,
758 #ifdef SUPPORT_PARAM_TO_PK_BITS
759             gnutls_sec_param_to_pk_bits(GNUTLS_PK_RSA, GNUTLS_SEC_PARAM_LOW),
760 #else
761             1024,
762 #endif
763             0)))
764   goto err;
765
766 where = US"configuring cert";
767 now = 0;
768 if (  (rc = gnutls_x509_crt_set_version(cert, 3))
769    || (rc = gnutls_x509_crt_set_serial(cert, &now, sizeof(now)))
770    || (rc = gnutls_x509_crt_set_activation_time(cert, now = time(NULL)))
771    || (rc = gnutls_x509_crt_set_expiration_time(cert, now + 60 * 60)) /* 1 hr */
772    || (rc = gnutls_x509_crt_set_key(cert, pkey))
773
774    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
775               GNUTLS_OID_X520_COUNTRY_NAME, 0, "UK", 2))
776    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
777               GNUTLS_OID_X520_ORGANIZATION_NAME, 0, "Exim Developers", 15))
778    || (rc = gnutls_x509_crt_set_dn_by_oid(cert,
779               GNUTLS_OID_X520_COMMON_NAME, 0,
780               smtp_active_hostname, Ustrlen(smtp_active_hostname)))
781    )
782   goto err;
783
784 where = US"signing cert";
785 if ((rc = gnutls_x509_crt_sign(cert, cert, pkey))) goto err;
786
787 where = US"installing selfsign cert";
788                                         /* Since: 2.4.0 */
789 if ((rc = gnutls_certificate_set_x509_key(state->x509_cred, &cert, 1, pkey)))
790   goto err;
791
792 rc = OK;
793
794 out:
795   if (cert) gnutls_x509_crt_deinit(cert);
796   if (pkey) gnutls_x509_privkey_deinit(pkey);
797   return rc;
798
799 err:
800   rc = tls_error(where, gnutls_strerror(rc), NULL, errstr);
801   goto out;
802 }
803
804
805
806
807 /*************************************************
808 *       Variables re-expanded post-SNI           *
809 *************************************************/
810
811 /* Called from both server and client code, via tls_init(), and also from
812 the SNI callback after receiving an SNI, if tls_certificate includes "tls_sni".
813
814 We can tell the two apart by state->received_sni being non-NULL in callback.
815
816 The callback should not call us unless state->trigger_sni_changes is true,
817 which we are responsible for setting on the first pass through.
818
819 Arguments:
820   state           exim_gnutls_state_st *
821   errstr          error string pointer
822
823 Returns:          OK/DEFER/FAIL
824 */
825
826 static int
827 tls_expand_session_files(exim_gnutls_state_st *state, uschar ** errstr)
828 {
829 struct stat statbuf;
830 int rc;
831 const host_item *host = state->host;  /* macro should be reconsidered? */
832 uschar *saved_tls_certificate = NULL;
833 uschar *saved_tls_privatekey = NULL;
834 uschar *saved_tls_verify_certificates = NULL;
835 uschar *saved_tls_crl = NULL;
836 int cert_count;
837
838 /* We check for tls_sni *before* expansion. */
839 if (!host)      /* server */
840   if (!state->received_sni)
841     {
842     if (state->tls_certificate &&
843         (Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_sni") ||
844          Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_in_sni") ||
845          Ustrstr(state->tls_certificate, US"tls_out_sni")
846        ))
847       {
848       DEBUG(D_tls) debug_printf("We will re-expand TLS session files if we receive SNI.\n");
849       state->trigger_sni_changes = TRUE;
850       }
851     }
852   else
853     {
854     /* useful for debugging */
855     saved_tls_certificate = state->exp_tls_certificate;
856     saved_tls_privatekey = state->exp_tls_privatekey;
857     saved_tls_verify_certificates = state->exp_tls_verify_certificates;
858     saved_tls_crl = state->exp_tls_crl;
859     }
860
861 rc = gnutls_certificate_allocate_credentials(&state->x509_cred);
862 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_certificate_allocate_credentials");
863
864 /* remember: expand_check_tlsvar() is expand_check() but fiddling with
865 state members, assuming consistent naming; and expand_check() returns
866 false if expansion failed, unless expansion was forced to fail. */
867
868 /* check if we at least have a certificate, before doing expensive
869 D-H generation. */
870
871 if (!expand_check_tlsvar(tls_certificate, errstr))
872   return DEFER;
873
874 /* certificate is mandatory in server, optional in client */
875
876 if (  !state->exp_tls_certificate
877    || !*state->exp_tls_certificate
878    )
879   if (!host)
880     return tls_install_selfsign(state, errstr);
881   else
882     DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: no client certificate specified; okay\n");
883
884 if (state->tls_privatekey && !expand_check_tlsvar(tls_privatekey, errstr))
885   return DEFER;
886
887 /* tls_privatekey is optional, defaulting to same file as certificate */
888
889 if (state->tls_privatekey == NULL || *state->tls_privatekey == '\0')
890   {
891   state->tls_privatekey = state->tls_certificate;
892   state->exp_tls_privatekey = state->exp_tls_certificate;
893   }
894
895
896 if (state->exp_tls_certificate && *state->exp_tls_certificate)
897   {
898   DEBUG(D_tls) debug_printf("certificate file = %s\nkey file = %s\n",
899       state->exp_tls_certificate, state->exp_tls_privatekey);
900
901   if (state->received_sni)
902     if (  Ustrcmp(state->exp_tls_certificate, saved_tls_certificate) == 0
903        && Ustrcmp(state->exp_tls_privatekey,  saved_tls_privatekey)  == 0
904        )
905       {
906       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS SNI: cert and key unchanged\n");
907       }
908     else
909       {
910       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS SNI: have a changed cert/key pair.\n");
911       }
912
913   rc = gnutls_certificate_set_x509_key_file(state->x509_cred,
914       CS state->exp_tls_certificate, CS state->exp_tls_privatekey,
915       GNUTLS_X509_FMT_PEM);
916   exim_gnutls_err_check(
917       string_sprintf("cert/key setup: cert=%s key=%s",
918         state->exp_tls_certificate, state->exp_tls_privatekey));
919   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: cert/key registered\n");
920   } /* tls_certificate */
921
922
923 /* Set the OCSP stapling server info */
924
925 #ifndef DISABLE_OCSP
926 if (  !host     /* server */
927    && tls_ocsp_file
928    )
929   {
930   if (gnutls_buggy_ocsp)
931     {
932     DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS library is buggy for OCSP; avoiding\n");
933     }
934   else
935     {
936     if (!expand_check(tls_ocsp_file, US"tls_ocsp_file",
937           &state->exp_tls_ocsp_file, errstr))
938       return DEFER;
939
940     /* Use the full callback method for stapling just to get observability.
941     More efficient would be to read the file once only, if it never changed
942     (due to SNI). Would need restart on file update, or watch datestamp.  */
943
944     gnutls_certificate_set_ocsp_status_request_function(state->x509_cred,
945       server_ocsp_stapling_cb, state->exp_tls_ocsp_file);
946
947     DEBUG(D_tls) debug_printf("OCSP response file = %s\n", state->exp_tls_ocsp_file);
948     }
949   }
950 #endif
951
952
953 /* Set the trusted CAs file if one is provided, and then add the CRL if one is
954 provided. Experiment shows that, if the certificate file is empty, an unhelpful
955 error message is provided. However, if we just refrain from setting anything up
956 in that case, certificate verification fails, which seems to be the correct
957 behaviour. */
958
959 if (state->tls_verify_certificates && *state->tls_verify_certificates)
960   {
961   if (!expand_check_tlsvar(tls_verify_certificates, errstr))
962     return DEFER;
963 #ifndef SUPPORT_SYSDEFAULT_CABUNDLE
964   if (Ustrcmp(state->exp_tls_verify_certificates, "system") == 0)
965     state->exp_tls_verify_certificates = NULL;
966 #endif
967   if (state->tls_crl && *state->tls_crl)
968     if (!expand_check_tlsvar(tls_crl, errstr))
969       return DEFER;
970
971   if (!(state->exp_tls_verify_certificates &&
972         *state->exp_tls_verify_certificates))
973     {
974     DEBUG(D_tls)
975       debug_printf("TLS: tls_verify_certificates expanded empty, ignoring\n");
976     /* With no tls_verify_certificates, we ignore tls_crl too */
977     return OK;
978     }
979   }
980 else
981   {
982   DEBUG(D_tls)
983     debug_printf("TLS: tls_verify_certificates not set or empty, ignoring\n");
984   return OK;
985   }
986
987 #ifdef SUPPORT_SYSDEFAULT_CABUNDLE
988 if (Ustrcmp(state->exp_tls_verify_certificates, "system") == 0)
989   cert_count = gnutls_certificate_set_x509_system_trust(state->x509_cred);
990 else
991 #endif
992   {
993   if (Ustat(state->exp_tls_verify_certificates, &statbuf) < 0)
994     {
995     log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC, "could not stat %s "
996         "(tls_verify_certificates): %s", state->exp_tls_verify_certificates,
997         strerror(errno));
998     return DEFER;
999     }
1000
1001 #ifndef SUPPORT_CA_DIR
1002   /* The test suite passes in /dev/null; we could check for that path explicitly,
1003   but who knows if someone has some weird FIFO which always dumps some certs, or
1004   other weirdness.  The thing we really want to check is that it's not a
1005   directory, since while OpenSSL supports that, GnuTLS does not.
1006   So s/!S_ISREG/S_ISDIR/ and change some messaging ... */
1007   if (S_ISDIR(statbuf.st_mode))
1008     {
1009     DEBUG(D_tls)
1010       debug_printf("verify certificates path is a dir: \"%s\"\n",
1011           state->exp_tls_verify_certificates);
1012     log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
1013         "tls_verify_certificates \"%s\" is a directory",
1014         state->exp_tls_verify_certificates);
1015     return DEFER;
1016     }
1017 #endif
1018
1019   DEBUG(D_tls) debug_printf("verify certificates = %s size=" OFF_T_FMT "\n",
1020           state->exp_tls_verify_certificates, statbuf.st_size);
1021
1022   if (statbuf.st_size == 0)
1023     {
1024     DEBUG(D_tls)
1025       debug_printf("cert file empty, no certs, no verification, ignoring any CRL\n");
1026     return OK;
1027     }
1028
1029   cert_count =
1030
1031 #ifdef SUPPORT_CA_DIR
1032     (statbuf.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR
1033     ?
1034     gnutls_certificate_set_x509_trust_dir(state->x509_cred,
1035       CS state->exp_tls_verify_certificates, GNUTLS_X509_FMT_PEM)
1036     :
1037 #endif
1038     gnutls_certificate_set_x509_trust_file(state->x509_cred,
1039       CS state->exp_tls_verify_certificates, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
1040   }
1041
1042 if (cert_count < 0)
1043   {
1044   rc = cert_count;
1045   exim_gnutls_err_check(US"setting certificate trust");
1046   }
1047 DEBUG(D_tls) debug_printf("Added %d certificate authorities.\n", cert_count);
1048
1049 if (state->tls_crl && *state->tls_crl &&
1050     state->exp_tls_crl && *state->exp_tls_crl)
1051   {
1052   DEBUG(D_tls) debug_printf("loading CRL file = %s\n", state->exp_tls_crl);
1053   cert_count = gnutls_certificate_set_x509_crl_file(state->x509_cred,
1054       CS state->exp_tls_crl, GNUTLS_X509_FMT_PEM);
1055   if (cert_count < 0)
1056     {
1057     rc = cert_count;
1058     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_certificate_set_x509_crl_file");
1059     }
1060   DEBUG(D_tls) debug_printf("Processed %d CRLs.\n", cert_count);
1061   }
1062
1063 return OK;
1064 }
1065
1066
1067
1068
1069 /*************************************************
1070 *          Set X.509 state variables             *
1071 *************************************************/
1072
1073 /* In GnuTLS, the registered cert/key are not replaced by a later
1074 set of a cert/key, so for SNI support we need a whole new x509_cred
1075 structure.  Which means various other non-re-expanded pieces of state
1076 need to be re-set in the new struct, so the setting logic is pulled
1077 out to this.
1078
1079 Arguments:
1080   state           exim_gnutls_state_st *
1081   errstr          error string pointer
1082
1083 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1084 */
1085
1086 static int
1087 tls_set_remaining_x509(exim_gnutls_state_st *state, uschar ** errstr)
1088 {
1089 int rc;
1090 const host_item *host = state->host;  /* macro should be reconsidered? */
1091
1092 /* Create D-H parameters, or read them from the cache file. This function does
1093 its own SMTP error messaging. This only happens for the server, TLS D-H ignores
1094 client-side params. */
1095
1096 if (!state->host)
1097   {
1098   if (!dh_server_params)
1099     {
1100     rc = init_server_dh(errstr);
1101     if (rc != OK) return rc;
1102     }
1103   gnutls_certificate_set_dh_params(state->x509_cred, dh_server_params);
1104   }
1105
1106 /* Link the credentials to the session. */
1107
1108 rc = gnutls_credentials_set(state->session, GNUTLS_CRD_CERTIFICATE, state->x509_cred);
1109 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_credentials_set");
1110
1111 return OK;
1112 }
1113
1114 /*************************************************
1115 *            Initialize for GnuTLS               *
1116 *************************************************/
1117
1118
1119 #ifndef DISABLE_OCSP
1120
1121 static BOOL
1122 tls_is_buggy_ocsp(void)
1123 {
1124 const uschar * s;
1125 uschar maj, mid, mic;
1126
1127 s = CUS gnutls_check_version(NULL);
1128 maj = atoi(CCS s);
1129 if (maj == 3)
1130   {
1131   while (*s && *s != '.') s++;
1132   mid = atoi(CCS ++s);
1133   if (mid <= 2)
1134     return TRUE;
1135   else if (mid >= 5)
1136     return FALSE;
1137   else
1138     {
1139     while (*s && *s != '.') s++;
1140     mic = atoi(CCS ++s);
1141     return mic <= (mid == 3 ? 16 : 3);
1142     }
1143   }
1144 return FALSE;
1145 }
1146
1147 #endif
1148
1149
1150 /* Called from both server and client code. In the case of a server, errors
1151 before actual TLS negotiation return DEFER.
1152
1153 Arguments:
1154   host            connected host, if client; NULL if server
1155   certificate     certificate file
1156   privatekey      private key file
1157   sni             TLS SNI to send, sometimes when client; else NULL
1158   cas             CA certs file
1159   crl             CRL file
1160   require_ciphers tls_require_ciphers setting
1161   caller_state    returned state-info structure
1162   errstr          error string pointer
1163
1164 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1165 */
1166
1167 static int
1168 tls_init(
1169     const host_item *host,
1170     const uschar *certificate,
1171     const uschar *privatekey,
1172     const uschar *sni,
1173     const uschar *cas,
1174     const uschar *crl,
1175     const uschar *require_ciphers,
1176     exim_gnutls_state_st **caller_state,
1177     uschar ** errstr)
1178 {
1179 exim_gnutls_state_st *state;
1180 int rc;
1181 size_t sz;
1182 const char *errpos;
1183 uschar *p;
1184 BOOL want_default_priorities;
1185
1186 if (!exim_gnutls_base_init_done)
1187   {
1188   DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS global init required.\n");
1189
1190 #ifdef HAVE_GNUTLS_PKCS11
1191   /* By default, gnutls_global_init will init PKCS11 support in auto mode,
1192   which loads modules from a config file, which sounds good and may be wanted
1193   by some sysadmin, but also means in common configurations that GNOME keyring
1194   environment variables are used and so breaks for users calling mailq.
1195   To prevent this, we init PKCS11 first, which is the documented approach. */
1196   if (!gnutls_allow_auto_pkcs11)
1197     {
1198     rc = gnutls_pkcs11_init(GNUTLS_PKCS11_FLAG_MANUAL, NULL);
1199     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_pkcs11_init");
1200     }
1201 #endif
1202
1203   rc = gnutls_global_init();
1204   exim_gnutls_err_check(US"gnutls_global_init");
1205
1206 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
1207   DEBUG(D_tls)
1208     {
1209     gnutls_global_set_log_function(exim_gnutls_logger_cb);
1210     /* arbitrarily chosen level; bump upto 9 for more */
1211     gnutls_global_set_log_level(EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL);
1212     }
1213 #endif
1214
1215 #ifndef DISABLE_OCSP
1216   if (tls_ocsp_file && (gnutls_buggy_ocsp = tls_is_buggy_ocsp()))
1217     log_write(0, LOG_MAIN, "OCSP unusable with this GnuTLS library version");
1218 #endif
1219
1220   exim_gnutls_base_init_done = TRUE;
1221   }
1222
1223 if (host)
1224   {
1225   state = &state_client;
1226   memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
1227   state->tlsp = &tls_out;
1228   DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS client session\n");
1229   rc = gnutls_init(&state->session, GNUTLS_CLIENT);
1230   }
1231 else
1232   {
1233   state = &state_server;
1234   memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
1235   state->tlsp = &tls_in;
1236   DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS server session\n");
1237   rc = gnutls_init(&state->session, GNUTLS_SERVER);
1238   }
1239 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_init");
1240
1241 state->host = host;
1242
1243 state->tls_certificate = certificate;
1244 state->tls_privatekey = privatekey;
1245 state->tls_require_ciphers = require_ciphers;
1246 state->tls_sni = sni;
1247 state->tls_verify_certificates = cas;
1248 state->tls_crl = crl;
1249
1250 /* This handles the variables that might get re-expanded after TLS SNI;
1251 that's tls_certificate, tls_privatekey, tls_verify_certificates, tls_crl */
1252
1253 DEBUG(D_tls)
1254   debug_printf("Expanding various TLS configuration options for session credentials.\n");
1255 if ((rc = tls_expand_session_files(state, errstr)) != OK) return rc;
1256
1257 /* These are all other parts of the x509_cred handling, since SNI in GnuTLS
1258 requires a new structure afterwards. */
1259
1260 if ((rc = tls_set_remaining_x509(state, errstr)) != OK) return rc;
1261
1262 /* set SNI in client, only */
1263 if (host)
1264   {
1265   if (!expand_check(sni, US"tls_out_sni", &state->tlsp->sni, errstr))
1266     return DEFER;
1267   if (state->tlsp->sni && *state->tlsp->sni)
1268     {
1269     DEBUG(D_tls)
1270       debug_printf("Setting TLS client SNI to \"%s\"\n", state->tlsp->sni);
1271     sz = Ustrlen(state->tlsp->sni);
1272     rc = gnutls_server_name_set(state->session,
1273         GNUTLS_NAME_DNS, state->tlsp->sni, sz);
1274     exim_gnutls_err_check(US"gnutls_server_name_set");
1275     }
1276   }
1277 else if (state->tls_sni)
1278   DEBUG(D_tls) debug_printf("*** PROBABLY A BUG *** " \
1279       "have an SNI set for a client [%s]\n", state->tls_sni);
1280
1281 /* This is the priority string support,
1282 http://www.gnutls.org/manual/html_node/Priority-Strings.html
1283 and replaces gnutls_require_kx, gnutls_require_mac & gnutls_require_protocols.
1284 This was backwards incompatible, but means Exim no longer needs to track
1285 all algorithms and provide string forms for them. */
1286
1287 want_default_priorities = TRUE;
1288
1289 if (state->tls_require_ciphers && *state->tls_require_ciphers)
1290   {
1291   if (!expand_check_tlsvar(tls_require_ciphers, errstr))
1292     return DEFER;
1293   if (state->exp_tls_require_ciphers && *state->exp_tls_require_ciphers)
1294     {
1295     DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS session cipher/priority \"%s\"\n",
1296         state->exp_tls_require_ciphers);
1297
1298     rc = gnutls_priority_init(&state->priority_cache,
1299         CS state->exp_tls_require_ciphers, &errpos);
1300     want_default_priorities = FALSE;
1301     p = state->exp_tls_require_ciphers;
1302     }
1303   }
1304 if (want_default_priorities)
1305   {
1306   DEBUG(D_tls)
1307     debug_printf("GnuTLS using default session cipher/priority \"%s\"\n",
1308         exim_default_gnutls_priority);
1309   rc = gnutls_priority_init(&state->priority_cache,
1310       exim_default_gnutls_priority, &errpos);
1311   p = US exim_default_gnutls_priority;
1312   }
1313
1314 exim_gnutls_err_check(string_sprintf(
1315       "gnutls_priority_init(%s) failed at offset %ld, \"%.6s..\"",
1316       p, errpos - CS p, errpos));
1317
1318 rc = gnutls_priority_set(state->session, state->priority_cache);
1319 exim_gnutls_err_check(US"gnutls_priority_set");
1320
1321 gnutls_db_set_cache_expiration(state->session, ssl_session_timeout);
1322
1323 /* Reduce security in favour of increased compatibility, if the admin
1324 decides to make that trade-off. */
1325 if (gnutls_compat_mode)
1326   {
1327 #if LIBGNUTLS_VERSION_NUMBER >= 0x020104
1328   DEBUG(D_tls) debug_printf("lowering GnuTLS security, compatibility mode\n");
1329   gnutls_session_enable_compatibility_mode(state->session);
1330 #else
1331   DEBUG(D_tls) debug_printf("Unable to set gnutls_compat_mode - GnuTLS version too old\n");
1332 #endif
1333   }
1334
1335 *caller_state = state;
1336 return OK;
1337 }
1338
1339
1340
1341 /*************************************************
1342 *            Extract peer information            *
1343 *************************************************/
1344
1345 /* Called from both server and client code.
1346 Only this is allowed to set state->peerdn and state->have_set_peerdn
1347 and we use that to detect double-calls.
1348
1349 NOTE: the state blocks last while the TLS connection is up, which is fine
1350 for logging in the server side, but for the client side, we log after teardown
1351 in src/deliver.c.  While the session is up, we can twist about states and
1352 repoint tls_* globals, but those variables used for logging or other variable
1353 expansion that happens _after_ delivery need to have a longer life-time.
1354
1355 So for those, we get the data from POOL_PERM; the re-invoke guard keeps us from
1356 doing this more than once per generation of a state context.  We set them in
1357 the state context, and repoint tls_* to them.  After the state goes away, the
1358 tls_* copies of the pointers remain valid and client delivery logging is happy.
1359
1360 tls_certificate_verified is a BOOL, so the tls_peerdn and tls_cipher issues
1361 don't apply.
1362
1363 Arguments:
1364   state           exim_gnutls_state_st *
1365   errstr          pointer to error string
1366
1367 Returns:          OK/DEFER/FAIL
1368 */
1369
1370 static int
1371 peer_status(exim_gnutls_state_st *state, uschar ** errstr)
1372 {
1373 uschar cipherbuf[256];
1374 const gnutls_datum_t *cert_list;
1375 int old_pool, rc;
1376 unsigned int cert_list_size = 0;
1377 gnutls_protocol_t protocol;
1378 gnutls_cipher_algorithm_t cipher;
1379 gnutls_kx_algorithm_t kx;
1380 gnutls_mac_algorithm_t mac;
1381 gnutls_certificate_type_t ct;
1382 gnutls_x509_crt_t crt;
1383 uschar *p, *dn_buf;
1384 size_t sz;
1385
1386 if (state->have_set_peerdn)
1387   return OK;
1388 state->have_set_peerdn = TRUE;
1389
1390 state->peerdn = NULL;
1391
1392 /* tls_cipher */
1393 cipher = gnutls_cipher_get(state->session);
1394 protocol = gnutls_protocol_get_version(state->session);
1395 mac = gnutls_mac_get(state->session);
1396 kx = gnutls_kx_get(state->session);
1397
1398 string_format(cipherbuf, sizeof(cipherbuf),
1399     "%s:%s:%d",
1400     gnutls_protocol_get_name(protocol),
1401     gnutls_cipher_suite_get_name(kx, cipher, mac),
1402     (int) gnutls_cipher_get_key_size(cipher) * 8);
1403
1404 /* I don't see a way that spaces could occur, in the current GnuTLS
1405 code base, but it was a concern in the old code and perhaps older GnuTLS
1406 releases did return "TLS 1.0"; play it safe, just in case. */
1407 for (p = cipherbuf; *p != '\0'; ++p)
1408   if (isspace(*p))
1409     *p = '-';
1410 old_pool = store_pool;
1411 store_pool = POOL_PERM;
1412 state->ciphersuite = string_copy(cipherbuf);
1413 store_pool = old_pool;
1414 state->tlsp->cipher = state->ciphersuite;
1415
1416 /* tls_peerdn */
1417 cert_list = gnutls_certificate_get_peers(state->session, &cert_list_size);
1418
1419 if (cert_list == NULL || cert_list_size == 0)
1420   {
1421   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: no certificate from peer (%p & %d)\n",
1422       cert_list, cert_list_size);
1423   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1424     return tls_error(US"certificate verification failed",
1425         "no certificate received from peer", state->host, errstr);
1426   return OK;
1427   }
1428
1429 ct = gnutls_certificate_type_get(state->session);
1430 if (ct != GNUTLS_CRT_X509)
1431   {
1432   const char *ctn = gnutls_certificate_type_get_name(ct);
1433   DEBUG(D_tls)
1434     debug_printf("TLS: peer cert not X.509 but instead \"%s\"\n", ctn);
1435   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1436     return tls_error(US"certificate verification not possible, unhandled type",
1437         ctn, state->host, errstr);
1438   return OK;
1439   }
1440
1441 #define exim_gnutls_peer_err(Label) \
1442   do { \
1443     if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) \
1444       { \
1445       DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: peer cert problem: %s: %s\n", \
1446         (Label), gnutls_strerror(rc)); \
1447       if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED) \
1448         return tls_error((Label), gnutls_strerror(rc), state->host, errstr); \
1449       return OK; \
1450       } \
1451     } while (0)
1452
1453 rc = import_cert(&cert_list[0], &crt);
1454 exim_gnutls_peer_err(US"cert 0");
1455
1456 state->tlsp->peercert = state->peercert = crt;
1457
1458 sz = 0;
1459 rc = gnutls_x509_crt_get_dn(crt, NULL, &sz);
1460 if (rc != GNUTLS_E_SHORT_MEMORY_BUFFER)
1461   {
1462   exim_gnutls_peer_err(US"getting size for cert DN failed");
1463   return FAIL; /* should not happen */
1464   }
1465 dn_buf = store_get_perm(sz);
1466 rc = gnutls_x509_crt_get_dn(crt, CS dn_buf, &sz);
1467 exim_gnutls_peer_err(US"failed to extract certificate DN [gnutls_x509_crt_get_dn(cert 0)]");
1468
1469 state->peerdn = dn_buf;
1470
1471 return OK;
1472 #undef exim_gnutls_peer_err
1473 }
1474
1475
1476
1477
1478 /*************************************************
1479 *            Verify peer certificate             *
1480 *************************************************/
1481
1482 /* Called from both server and client code.
1483 *Should* be using a callback registered with
1484 gnutls_certificate_set_verify_function() to fail the handshake if we dislike
1485 the peer information, but that's too new for some OSes.
1486
1487 Arguments:
1488   state           exim_gnutls_state_st *
1489   errstr          where to put an error message
1490
1491 Returns:
1492   FALSE     if the session should be rejected
1493   TRUE      if the cert is okay or we just don't care
1494 */
1495
1496 static BOOL
1497 verify_certificate(exim_gnutls_state_st *state, uschar ** errstr)
1498 {
1499 int rc;
1500 unsigned int verify;
1501
1502 *errstr = NULL;
1503
1504 if ((rc = peer_status(state, errstr)) != OK)
1505   {
1506   verify = GNUTLS_CERT_INVALID;
1507   *errstr = US"certificate not supplied";
1508   }
1509 else
1510   rc = gnutls_certificate_verify_peers2(state->session, &verify);
1511
1512 /* Handle the result of verification. INVALID seems to be set as well
1513 as REVOKED, but leave the test for both. */
1514
1515 if (rc < 0 ||
1516     verify & (GNUTLS_CERT_INVALID|GNUTLS_CERT_REVOKED)
1517    )
1518   {
1519   state->peer_cert_verified = FALSE;
1520   if (!*errstr)
1521     *errstr = verify & GNUTLS_CERT_REVOKED
1522       ? US"certificate revoked" : US"certificate invalid";
1523
1524   DEBUG(D_tls)
1525     debug_printf("TLS certificate verification failed (%s): peerdn=\"%s\"\n",
1526         *errstr, state->peerdn ? state->peerdn : US"<unset>");
1527
1528   if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1529     {
1530     gnutls_alert_send(state->session,
1531       GNUTLS_AL_FATAL, GNUTLS_A_BAD_CERTIFICATE);
1532     return FALSE;
1533     }
1534   DEBUG(D_tls)
1535     debug_printf("TLS verify failure overridden (host in tls_try_verify_hosts)\n");
1536   }
1537
1538 else
1539   {
1540   if (state->exp_tls_verify_cert_hostnames)
1541     {
1542     int sep = 0;
1543     const uschar * list = state->exp_tls_verify_cert_hostnames;
1544     uschar * name;
1545     while ((name = string_nextinlist(&list, &sep, NULL, 0)))
1546       if (gnutls_x509_crt_check_hostname(state->tlsp->peercert, CS name))
1547         break;
1548     if (!name)
1549       {
1550       DEBUG(D_tls)
1551         debug_printf("TLS certificate verification failed: cert name mismatch\n");
1552       if (state->verify_requirement >= VERIFY_REQUIRED)
1553         {
1554         gnutls_alert_send(state->session,
1555           GNUTLS_AL_FATAL, GNUTLS_A_BAD_CERTIFICATE);
1556         return FALSE;
1557         }
1558       return TRUE;
1559       }
1560     }
1561   state->peer_cert_verified = TRUE;
1562   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS certificate verified: peerdn=\"%s\"\n",
1563       state->peerdn ? state->peerdn : US"<unset>");
1564   }
1565
1566 state->tlsp->peerdn = state->peerdn;
1567
1568 return TRUE;
1569 }
1570
1571
1572
1573
1574 /* ------------------------------------------------------------------------ */
1575 /* Callbacks */
1576
1577 /* Logging function which can be registered with
1578  *   gnutls_global_set_log_function()
1579  *   gnutls_global_set_log_level() 0..9
1580  */
1581 #if EXIM_GNUTLS_LIBRARY_LOG_LEVEL >= 0
1582 static void
1583 exim_gnutls_logger_cb(int level, const char *message)
1584 {
1585   size_t len = strlen(message);
1586   if (len < 1)
1587     {
1588     DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS<%d> empty debug message\n", level);
1589     return;
1590     }
1591   DEBUG(D_tls) debug_printf("GnuTLS<%d>: %s%s", level, message,
1592       message[len-1] == '\n' ? "" : "\n");
1593 }
1594 #endif
1595
1596
1597 /* Called after client hello, should handle SNI work.
1598 This will always set tls_sni (state->received_sni) if available,
1599 and may trigger presenting different certificates,
1600 if state->trigger_sni_changes is TRUE.
1601
1602 Should be registered with
1603   gnutls_handshake_set_post_client_hello_function()
1604
1605 "This callback must return 0 on success or a gnutls error code to terminate the
1606 handshake.".
1607
1608 For inability to get SNI information, we return 0.
1609 We only return non-zero if re-setup failed.
1610 Only used for server-side TLS.
1611 */
1612
1613 static int
1614 exim_sni_handling_cb(gnutls_session_t session)
1615 {
1616 char sni_name[MAX_HOST_LEN];
1617 size_t data_len = MAX_HOST_LEN;
1618 exim_gnutls_state_st *state = &state_server;
1619 unsigned int sni_type;
1620 int rc, old_pool;
1621 uschar * dummy_errstr;
1622
1623 rc = gnutls_server_name_get(session, sni_name, &data_len, &sni_type, 0);
1624 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
1625   {
1626   DEBUG(D_tls) {
1627     if (rc == GNUTLS_E_REQUESTED_DATA_NOT_AVAILABLE)
1628       debug_printf("TLS: no SNI presented in handshake.\n");
1629     else
1630       debug_printf("TLS failure: gnutls_server_name_get(): %s [%d]\n",
1631         gnutls_strerror(rc), rc);
1632     }
1633   return 0;
1634   }
1635
1636 if (sni_type != GNUTLS_NAME_DNS)
1637   {
1638   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: ignoring SNI of unhandled type %u\n", sni_type);
1639   return 0;
1640   }
1641
1642 /* We now have a UTF-8 string in sni_name */
1643 old_pool = store_pool;
1644 store_pool = POOL_PERM;
1645 state->received_sni = string_copyn(US sni_name, data_len);
1646 store_pool = old_pool;
1647
1648 /* We set this one now so that variable expansions below will work */
1649 state->tlsp->sni = state->received_sni;
1650
1651 DEBUG(D_tls) debug_printf("Received TLS SNI \"%s\"%s\n", sni_name,
1652     state->trigger_sni_changes ? "" : " (unused for certificate selection)");
1653
1654 if (!state->trigger_sni_changes)
1655   return 0;
1656
1657 if ((rc = tls_expand_session_files(state, &dummy_errstr)) != OK)
1658   {
1659   /* If the setup of certs/etc failed before handshake, TLS would not have
1660   been offered.  The best we can do now is abort. */
1661   return GNUTLS_E_APPLICATION_ERROR_MIN;
1662   }
1663
1664 rc = tls_set_remaining_x509(state, &dummy_errstr);
1665 if (rc != OK) return GNUTLS_E_APPLICATION_ERROR_MIN;
1666
1667 return 0;
1668 }
1669
1670
1671
1672 #ifndef DISABLE_OCSP
1673
1674 static int
1675 server_ocsp_stapling_cb(gnutls_session_t session, void * ptr,
1676   gnutls_datum_t * ocsp_response)
1677 {
1678 int ret;
1679
1680 if ((ret = gnutls_load_file(ptr, ocsp_response)) < 0)
1681   {
1682   DEBUG(D_tls) debug_printf("Failed to load ocsp stapling file %s\n",
1683                               CS ptr);
1684   tls_in.ocsp = OCSP_NOT_RESP;
1685   return GNUTLS_E_NO_CERTIFICATE_STATUS;
1686   }
1687
1688 tls_in.ocsp = OCSP_VFY_NOT_TRIED;
1689 return 0;
1690 }
1691
1692 #endif
1693
1694
1695 #ifndef DISABLE_EVENT
1696 /*
1697 We use this callback to get observability and detail-level control
1698 for an exim TLS connection (either direction), raising a tls:cert event
1699 for each cert in the chain presented by the peer.  Any event
1700 can deny verification.
1701
1702 Return 0 for the handshake to continue or non-zero to terminate.
1703 */
1704
1705 static int
1706 verify_cb(gnutls_session_t session)
1707 {
1708 const gnutls_datum_t * cert_list;
1709 unsigned int cert_list_size = 0;
1710 gnutls_x509_crt_t crt;
1711 int rc;
1712 uschar * yield;
1713 exim_gnutls_state_st * state = gnutls_session_get_ptr(session);
1714
1715 cert_list = gnutls_certificate_get_peers(session, &cert_list_size);
1716 if (cert_list)
1717   while (cert_list_size--)
1718   {
1719   rc = import_cert(&cert_list[cert_list_size], &crt);
1720   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
1721     {
1722     DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: peer cert problem: depth %d: %s\n",
1723       cert_list_size, gnutls_strerror(rc));
1724     break;
1725     }
1726
1727   state->tlsp->peercert = crt;
1728   if ((yield = event_raise(state->event_action,
1729               US"tls:cert", string_sprintf("%d", cert_list_size))))
1730     {
1731     log_write(0, LOG_MAIN,
1732               "SSL verify denied by event-action: depth=%d: %s",
1733               cert_list_size, yield);
1734     return 1;                     /* reject */
1735     }
1736   state->tlsp->peercert = NULL;
1737   }
1738
1739 return 0;
1740 }
1741
1742 #endif
1743
1744
1745
1746 /* ------------------------------------------------------------------------ */
1747 /* Exported functions */
1748
1749
1750
1751
1752 /*************************************************
1753 *       Start a TLS session in a server          *
1754 *************************************************/
1755
1756 /* This is called when Exim is running as a server, after having received
1757 the STARTTLS command. It must respond to that command, and then negotiate
1758 a TLS session.
1759
1760 Arguments:
1761   require_ciphers  list of allowed ciphers or NULL
1762   errstr           pointer to error string
1763
1764 Returns:           OK on success
1765                    DEFER for errors before the start of the negotiation
1766                    FAIL for errors during the negotiation; the server can't
1767                      continue running.
1768 */
1769
1770 int
1771 tls_server_start(const uschar * require_ciphers, uschar ** errstr)
1772 {
1773 int rc;
1774 exim_gnutls_state_st * state = NULL;
1775
1776 /* Check for previous activation */
1777 if (tls_in.active >= 0)
1778   {
1779   tls_error(US"STARTTLS received after TLS started", "", NULL, errstr);
1780   smtp_printf("554 Already in TLS\r\n", FALSE);
1781   return FAIL;
1782   }
1783
1784 /* Initialize the library. If it fails, it will already have logged the error
1785 and sent an SMTP response. */
1786
1787 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS as a server\n");
1788
1789 if ((rc = tls_init(NULL, tls_certificate, tls_privatekey,
1790     NULL, tls_verify_certificates, tls_crl,
1791     require_ciphers, &state, errstr)) != OK) return rc;
1792
1793 /* If this is a host for which certificate verification is mandatory or
1794 optional, set up appropriately. */
1795
1796 if (verify_check_host(&tls_verify_hosts) == OK)
1797   {
1798   DEBUG(D_tls)
1799     debug_printf("TLS: a client certificate will be required.\n");
1800   state->verify_requirement = VERIFY_REQUIRED;
1801   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUIRE);
1802   }
1803 else if (verify_check_host(&tls_try_verify_hosts) == OK)
1804   {
1805   DEBUG(D_tls)
1806     debug_printf("TLS: a client certificate will be requested but not required.\n");
1807   state->verify_requirement = VERIFY_OPTIONAL;
1808   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUEST);
1809   }
1810 else
1811   {
1812   DEBUG(D_tls)
1813     debug_printf("TLS: a client certificate will not be requested.\n");
1814   state->verify_requirement = VERIFY_NONE;
1815   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_IGNORE);
1816   }
1817
1818 #ifndef DISABLE_EVENT
1819 if (event_action)
1820   {
1821   state->event_action = event_action;
1822   gnutls_session_set_ptr(state->session, state);
1823   gnutls_certificate_set_verify_function(state->x509_cred, verify_cb);
1824   }
1825 #endif
1826
1827 /* Register SNI handling; always, even if not in tls_certificate, so that the
1828 expansion variable $tls_sni is always available. */
1829
1830 gnutls_handshake_set_post_client_hello_function(state->session,
1831     exim_sni_handling_cb);
1832
1833 /* Set context and tell client to go ahead, except in the case of TLS startup
1834 on connection, where outputting anything now upsets the clients and tends to
1835 make them disconnect. We need to have an explicit fflush() here, to force out
1836 the response. Other smtp_printf() calls do not need it, because in non-TLS
1837 mode, the fflush() happens when smtp_getc() is called. */
1838
1839 if (!state->tlsp->on_connect)
1840   {
1841   smtp_printf("220 TLS go ahead\r\n", FALSE);
1842   fflush(smtp_out);
1843   }
1844
1845 /* Now negotiate the TLS session. We put our own timer on it, since it seems
1846 that the GnuTLS library doesn't. */
1847
1848 gnutls_transport_set_ptr2(state->session,
1849     (gnutls_transport_ptr_t)(long) fileno(smtp_in),
1850     (gnutls_transport_ptr_t)(long) fileno(smtp_out));
1851 state->fd_in = fileno(smtp_in);
1852 state->fd_out = fileno(smtp_out);
1853
1854 sigalrm_seen = FALSE;
1855 if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(smtp_receive_timeout);
1856 do
1857   rc = gnutls_handshake(state->session);
1858 while (rc == GNUTLS_E_AGAIN ||  rc == GNUTLS_E_INTERRUPTED && !sigalrm_seen);
1859 alarm(0);
1860
1861 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
1862   {
1863   /* It seems that, except in the case of a timeout, we have to close the
1864   connection right here; otherwise if the other end is running OpenSSL it hangs
1865   until the server times out. */
1866
1867   if (sigalrm_seen)
1868     {
1869     tls_error(US"gnutls_handshake", "timed out", NULL, errstr);
1870     gnutls_db_remove_session(state->session);
1871     }
1872   else
1873     {
1874     tls_error(US"gnutls_handshake", gnutls_strerror(rc), NULL, errstr);
1875     (void) gnutls_alert_send_appropriate(state->session, rc);
1876     gnutls_deinit(state->session);
1877     gnutls_certificate_free_credentials(state->x509_cred);
1878     millisleep(500);
1879     shutdown(state->fd_out, SHUT_WR);
1880     for (rc = 1024; fgetc(smtp_in) != EOF && rc > 0; ) rc--;    /* drain skt */
1881     (void)fclose(smtp_out);
1882     (void)fclose(smtp_in);
1883     smtp_out = smtp_in = NULL;
1884     }
1885
1886   return FAIL;
1887   }
1888
1889 DEBUG(D_tls) debug_printf("gnutls_handshake was successful\n");
1890
1891 /* Verify after the fact */
1892
1893 if (  state->verify_requirement != VERIFY_NONE
1894    && !verify_certificate(state, errstr))
1895   {
1896   if (state->verify_requirement != VERIFY_OPTIONAL)
1897     {
1898     (void) tls_error(US"certificate verification failed", *errstr, NULL, errstr);
1899     return FAIL;
1900     }
1901   DEBUG(D_tls)
1902     debug_printf("TLS: continuing on only because verification was optional, after: %s\n",
1903         *errstr);
1904   }
1905
1906 /* Figure out peer DN, and if authenticated, etc. */
1907
1908 if ((rc = peer_status(state, NULL)) != OK) return rc;
1909
1910 /* Sets various Exim expansion variables; always safe within server */
1911
1912 extract_exim_vars_from_tls_state(state);
1913
1914 /* TLS has been set up. Adjust the input functions to read via TLS,
1915 and initialize appropriately. */
1916
1917 state->xfer_buffer = store_malloc(ssl_xfer_buffer_size);
1918
1919 receive_getc = tls_getc;
1920 receive_getbuf = tls_getbuf;
1921 receive_get_cache = tls_get_cache;
1922 receive_ungetc = tls_ungetc;
1923 receive_feof = tls_feof;
1924 receive_ferror = tls_ferror;
1925 receive_smtp_buffered = tls_smtp_buffered;
1926
1927 return OK;
1928 }
1929
1930
1931
1932
1933 static void
1934 tls_client_setup_hostname_checks(host_item * host, exim_gnutls_state_st * state,
1935   smtp_transport_options_block * ob)
1936 {
1937 if (verify_check_given_host(&ob->tls_verify_cert_hostnames, host) == OK)
1938   {
1939   state->exp_tls_verify_cert_hostnames =
1940 #ifdef SUPPORT_I18N
1941     string_domain_utf8_to_alabel(host->name, NULL);
1942 #else
1943     host->name;
1944 #endif
1945   DEBUG(D_tls)
1946     debug_printf("TLS: server cert verification includes hostname: \"%s\".\n",
1947                     state->exp_tls_verify_cert_hostnames);
1948   }
1949 }
1950
1951
1952 /*************************************************
1953 *    Start a TLS session in a client             *
1954 *************************************************/
1955
1956 /* Called from the smtp transport after STARTTLS has been accepted.
1957
1958 Arguments:
1959   fd                the fd of the connection
1960   host              connected host (for messages)
1961   addr              the first address (not used)
1962   tb                transport (always smtp)
1963
1964   errstr            error string pointer
1965
1966 Returns:            OK/DEFER/FAIL (because using common functions),
1967                     but for a client, DEFER and FAIL have the same meaning
1968 */
1969
1970 int
1971 tls_client_start(int fd, host_item *host,
1972     address_item *addr ARG_UNUSED,
1973     transport_instance * tb,
1974 #ifdef EXPERIMENTAL_DANE
1975     dns_answer * tlsa_dnsa ARG_UNUSED,
1976 #endif
1977     uschar ** errstr)
1978 {
1979 smtp_transport_options_block *ob =
1980   (smtp_transport_options_block *)tb->options_block;
1981 int rc;
1982 exim_gnutls_state_st *state = NULL;
1983 #ifndef DISABLE_OCSP
1984 BOOL require_ocsp =
1985   verify_check_given_host(&ob->hosts_require_ocsp, host) == OK;
1986 BOOL request_ocsp = require_ocsp ? TRUE
1987   : verify_check_given_host(&ob->hosts_request_ocsp, host) == OK;
1988 #endif
1989
1990 DEBUG(D_tls) debug_printf("initialising GnuTLS as a client on fd %d\n", fd);
1991
1992 if ((rc = tls_init(host, ob->tls_certificate, ob->tls_privatekey,
1993     ob->tls_sni, ob->tls_verify_certificates, ob->tls_crl,
1994     ob->tls_require_ciphers, &state, errstr)) != OK)
1995   return rc;
1996
1997   {
1998   int dh_min_bits = ob->tls_dh_min_bits;
1999   if (dh_min_bits < EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS)
2000     {
2001     DEBUG(D_tls)
2002       debug_printf("WARNING: tls_dh_min_bits far too low,"
2003                     " clamping %d up to %d\n",
2004           dh_min_bits, EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS);
2005     dh_min_bits = EXIM_CLIENT_DH_MIN_MIN_BITS;
2006     }
2007
2008   DEBUG(D_tls) debug_printf("Setting D-H prime minimum"
2009                     " acceptable bits to %d\n",
2010       dh_min_bits);
2011   gnutls_dh_set_prime_bits(state->session, dh_min_bits);
2012   }
2013
2014 /* Stick to the old behaviour for compatibility if tls_verify_certificates is
2015 set but both tls_verify_hosts and tls_try_verify_hosts are unset. Check only
2016 the specified host patterns if one of them is defined */
2017
2018 if (  (  state->exp_tls_verify_certificates
2019       && !ob->tls_verify_hosts
2020       && (!ob->tls_try_verify_hosts || !*ob->tls_try_verify_hosts)
2021       )
2022     || verify_check_given_host(&ob->tls_verify_hosts, host) == OK
2023    )
2024   {
2025   tls_client_setup_hostname_checks(host, state, ob);
2026   DEBUG(D_tls)
2027     debug_printf("TLS: server certificate verification required.\n");
2028   state->verify_requirement = VERIFY_REQUIRED;
2029   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUIRE);
2030   }
2031 else if (verify_check_given_host(&ob->tls_try_verify_hosts, host) == OK)
2032   {
2033   tls_client_setup_hostname_checks(host, state, ob);
2034   DEBUG(D_tls)
2035     debug_printf("TLS: server certificate verification optional.\n");
2036   state->verify_requirement = VERIFY_OPTIONAL;
2037   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_REQUEST);
2038   }
2039 else
2040   {
2041   DEBUG(D_tls)
2042     debug_printf("TLS: server certificate verification not required.\n");
2043   state->verify_requirement = VERIFY_NONE;
2044   gnutls_certificate_server_set_request(state->session, GNUTLS_CERT_IGNORE);
2045   }
2046
2047 #ifndef DISABLE_OCSP
2048                         /* supported since GnuTLS 3.1.3 */
2049 if (request_ocsp)
2050   {
2051   DEBUG(D_tls) debug_printf("TLS: will request OCSP stapling\n");
2052   if ((rc = gnutls_ocsp_status_request_enable_client(state->session,
2053                     NULL, 0, NULL)) != OK)
2054     return tls_error(US"cert-status-req",
2055                     gnutls_strerror(rc), state->host, errstr);
2056   tls_out.ocsp = OCSP_NOT_RESP;
2057   }
2058 #endif
2059
2060 #ifndef DISABLE_EVENT
2061 if (tb->event_action)
2062   {
2063   state->event_action = tb->event_action;
2064   gnutls_session_set_ptr(state->session, state);
2065   gnutls_certificate_set_verify_function(state->x509_cred, verify_cb);
2066   }
2067 #endif
2068
2069 gnutls_transport_set_ptr(state->session, (gnutls_transport_ptr_t)(long) fd);
2070 state->fd_in = fd;
2071 state->fd_out = fd;
2072
2073 DEBUG(D_tls) debug_printf("about to gnutls_handshake\n");
2074 /* There doesn't seem to be a built-in timeout on connection. */
2075
2076 sigalrm_seen = FALSE;
2077 alarm(ob->command_timeout);
2078 do
2079   {
2080   rc = gnutls_handshake(state->session);
2081   } while ((rc == GNUTLS_E_AGAIN) ||
2082       (rc == GNUTLS_E_INTERRUPTED && !sigalrm_seen));
2083 alarm(0);
2084
2085 if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS)
2086   if (sigalrm_seen)
2087     {
2088     gnutls_alert_send(state->session, GNUTLS_AL_FATAL, GNUTLS_A_USER_CANCELED);
2089     return tls_error(US"gnutls_handshake", "timed out", state->host, errstr);
2090     }
2091   else
2092     return tls_error(US"gnutls_handshake", gnutls_strerror(rc), state->host, errstr);
2093
2094 DEBUG(D_tls) debug_printf("gnutls_handshake was successful\n");
2095
2096 /* Verify late */
2097
2098 if (state->verify_requirement != VERIFY_NONE &&
2099     !verify_certificate(state, errstr))
2100   return tls_error(US"certificate verification failed", *errstr, state->host, errstr);
2101
2102 #ifndef DISABLE_OCSP
2103 if (require_ocsp)
2104   {
2105   DEBUG(D_tls)
2106     {
2107     gnutls_datum_t stapling;
2108     gnutls_ocsp_resp_t resp;
2109     gnutls_datum_t printed;
2110     if (  (rc= gnutls_ocsp_status_request_get(state->session, &stapling)) == 0
2111        && (rc= gnutls_ocsp_resp_init(&resp)) == 0
2112        && (rc= gnutls_ocsp_resp_import(resp, &stapling)) == 0
2113        && (rc= gnutls_ocsp_resp_print(resp, GNUTLS_OCSP_PRINT_FULL, &printed)) == 0
2114        )
2115       {
2116       debug_printf("%.4096s", printed.data);
2117       gnutls_free(printed.data);
2118       }
2119     else
2120       (void) tls_error(US"ocsp decode", gnutls_strerror(rc), state->host, errstr);
2121     }
2122
2123   if (gnutls_ocsp_status_request_is_checked(state->session, 0) == 0)
2124     {
2125     tls_out.ocsp = OCSP_FAILED;
2126     return tls_error(US"certificate status check failed", NULL, state->host, errstr);
2127     }
2128   DEBUG(D_tls) debug_printf("Passed OCSP checking\n");
2129   tls_out.ocsp = OCSP_VFIED;
2130   }
2131 #endif
2132
2133 /* Figure out peer DN, and if authenticated, etc. */
2134
2135 if ((rc = peer_status(state, errstr)) != OK)
2136   return rc;
2137
2138 /* Sets various Exim expansion variables; may need to adjust for ACL callouts */
2139
2140 extract_exim_vars_from_tls_state(state);
2141
2142 return OK;
2143 }
2144
2145
2146
2147
2148 /*************************************************
2149 *         Close down a TLS session               *
2150 *************************************************/
2151
2152 /* This is also called from within a delivery subprocess forked from the
2153 daemon, to shut down the TLS library, without actually doing a shutdown (which
2154 would tamper with the TLS session in the parent process).
2155
2156 Arguments:   TRUE if gnutls_bye is to be called
2157 Returns:     nothing
2158 */
2159
2160 void
2161 tls_close(BOOL is_server, BOOL shutdown)
2162 {
2163 exim_gnutls_state_st *state = is_server ? &state_server : &state_client;
2164
2165 if (!state->tlsp || state->tlsp->active < 0) return;  /* TLS was not active */
2166
2167 if (shutdown)
2168   {
2169   DEBUG(D_tls) debug_printf("tls_close(): shutting down TLS\n");
2170   gnutls_bye(state->session, GNUTLS_SHUT_WR);
2171   }
2172
2173 gnutls_deinit(state->session);
2174 gnutls_certificate_free_credentials(state->x509_cred);
2175
2176
2177 state->tlsp->active = -1;
2178 memcpy(state, &exim_gnutls_state_init, sizeof(exim_gnutls_state_init));
2179
2180 if ((state_server.session == NULL) && (state_client.session == NULL))
2181   {
2182   gnutls_global_deinit();
2183   exim_gnutls_base_init_done = FALSE;
2184   }
2185 }
2186
2187
2188
2189
2190 static BOOL
2191 tls_refill(unsigned lim)
2192 {
2193 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2194 ssize_t inbytes;
2195
2196 DEBUG(D_tls) debug_printf("Calling gnutls_record_recv(%p, %p, %u)\n",
2197   state->session, state->xfer_buffer, ssl_xfer_buffer_size);
2198
2199 if (smtp_receive_timeout > 0) alarm(smtp_receive_timeout);
2200 inbytes = gnutls_record_recv(state->session, state->xfer_buffer,
2201   MIN(ssl_xfer_buffer_size, lim));
2202 alarm(0);
2203
2204 /* Timeouts do not get this far; see command_timeout_handler().
2205    A zero-byte return appears to mean that the TLS session has been
2206    closed down, not that the socket itself has been closed down. Revert to
2207    non-TLS handling. */
2208
2209 if (sigalrm_seen)
2210   {
2211   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got tls read timeout\n");
2212   state->xfer_error = 1;
2213   return FALSE;
2214   }
2215
2216 else if (inbytes == 0)
2217   {
2218   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got TLS_EOF\n");
2219
2220   receive_getc = smtp_getc;
2221   receive_getbuf = smtp_getbuf;
2222   receive_get_cache = smtp_get_cache;
2223   receive_ungetc = smtp_ungetc;
2224   receive_feof = smtp_feof;
2225   receive_ferror = smtp_ferror;
2226   receive_smtp_buffered = smtp_buffered;
2227
2228   gnutls_deinit(state->session);
2229   gnutls_certificate_free_credentials(state->x509_cred);
2230
2231   state->session = NULL;
2232   state->tlsp->active = -1;
2233   state->tlsp->bits = 0;
2234   state->tlsp->certificate_verified = FALSE;
2235   tls_channelbinding_b64 = NULL;
2236   state->tlsp->cipher = NULL;
2237   state->tlsp->peercert = NULL;
2238   state->tlsp->peerdn = NULL;
2239
2240   return FALSE;
2241   }
2242
2243 /* Handle genuine errors */
2244
2245 else if (inbytes < 0)
2246   {
2247   record_io_error(state, (int) inbytes, US"recv", NULL);
2248   state->xfer_error = 1;
2249   return FALSE;
2250   }
2251 #ifndef DISABLE_DKIM
2252 dkim_exim_verify_feed(state->xfer_buffer, inbytes);
2253 #endif
2254 state->xfer_buffer_hwm = (int) inbytes;
2255 state->xfer_buffer_lwm = 0;
2256 return TRUE;
2257 }
2258
2259 /*************************************************
2260 *            TLS version of getc                 *
2261 *************************************************/
2262
2263 /* This gets the next byte from the TLS input buffer. If the buffer is empty,
2264 it refills the buffer via the GnuTLS reading function.
2265 Only used by the server-side TLS.
2266
2267 This feeds DKIM and should be used for all message-body reads.
2268
2269 Arguments:  lim         Maximum amount to read/bufffer
2270 Returns:    the next character or EOF
2271 */
2272
2273 int
2274 tls_getc(unsigned lim)
2275 {
2276 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2277
2278 if (state->xfer_buffer_lwm >= state->xfer_buffer_hwm)
2279   if (!tls_refill(lim))
2280     return state->xfer_error ? EOF : smtp_getc(lim);
2281
2282 /* Something in the buffer; return next uschar */
2283
2284 return state->xfer_buffer[state->xfer_buffer_lwm++];
2285 }
2286
2287 uschar *
2288 tls_getbuf(unsigned * len)
2289 {
2290 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2291 unsigned size;
2292 uschar * buf;
2293
2294 if (state->xfer_buffer_lwm >= state->xfer_buffer_hwm)
2295   if (!tls_refill(*len))
2296     {
2297     if (!state->xfer_error) return smtp_getbuf(len);
2298     *len = 0;
2299     return NULL;
2300     }
2301
2302 if ((size = state->xfer_buffer_hwm - state->xfer_buffer_lwm) > *len)
2303   size = *len;
2304 buf = &state->xfer_buffer[state->xfer_buffer_lwm];
2305 state->xfer_buffer_lwm += size;
2306 *len = size;
2307 return buf;
2308 }
2309
2310
2311 void
2312 tls_get_cache()
2313 {
2314 #ifndef DISABLE_DKIM
2315 exim_gnutls_state_st * state = &state_server;
2316 int n = state->xfer_buffer_hwm - state->xfer_buffer_lwm;
2317 if (n > 0)
2318   dkim_exim_verify_feed(state->xfer_buffer+state->xfer_buffer_lwm, n);
2319 #endif
2320 }
2321
2322
2323 BOOL
2324 tls_could_read(void)
2325 {
2326 return state_server.xfer_buffer_lwm < state_server.xfer_buffer_hwm
2327  || gnutls_record_check_pending(state_server.session) > 0;
2328 }
2329
2330
2331
2332
2333 /*************************************************
2334 *          Read bytes from TLS channel           *
2335 *************************************************/
2336
2337 /* This does not feed DKIM, so if the caller uses this for reading message body,
2338 then the caller must feed DKIM.
2339
2340 Arguments:
2341   buff      buffer of data
2342   len       size of buffer
2343
2344 Returns:    the number of bytes read
2345             -1 after a failed read
2346 */
2347
2348 int
2349 tls_read(BOOL is_server, uschar *buff, size_t len)
2350 {
2351 exim_gnutls_state_st *state = is_server ? &state_server : &state_client;
2352 ssize_t inbytes;
2353
2354 if (len > INT_MAX)
2355   len = INT_MAX;
2356
2357 if (state->xfer_buffer_lwm < state->xfer_buffer_hwm)
2358   DEBUG(D_tls)
2359     debug_printf("*** PROBABLY A BUG *** " \
2360         "tls_read() called with data in the tls_getc() buffer, %d ignored\n",
2361         state->xfer_buffer_hwm - state->xfer_buffer_lwm);
2362
2363 DEBUG(D_tls)
2364   debug_printf("Calling gnutls_record_recv(%p, %p, " SIZE_T_FMT ")\n",
2365       state->session, buff, len);
2366
2367 inbytes = gnutls_record_recv(state->session, buff, len);
2368 if (inbytes > 0) return inbytes;
2369 if (inbytes == 0)
2370   {
2371   DEBUG(D_tls) debug_printf("Got TLS_EOF\n");
2372   }
2373 else record_io_error(state, (int)inbytes, US"recv", NULL);
2374
2375 return -1;
2376 }
2377
2378
2379
2380
2381 /*************************************************
2382 *         Write bytes down TLS channel           *
2383 *************************************************/
2384
2385 /*
2386 Arguments:
2387   is_server channel specifier
2388   buff      buffer of data
2389   len       number of bytes
2390   more      more data expected soon
2391
2392 Returns:    the number of bytes after a successful write,
2393             -1 after a failed write
2394 */
2395
2396 int
2397 tls_write(BOOL is_server, const uschar *buff, size_t len, BOOL more)
2398 {
2399 ssize_t outbytes;
2400 size_t left = len;
2401 exim_gnutls_state_st *state = is_server ? &state_server : &state_client;
2402 #ifdef SUPPORT_CORK
2403 static BOOL corked = FALSE;
2404
2405 if (more && !corked) gnutls_record_cork(state->session);
2406 #endif
2407
2408 DEBUG(D_tls) debug_printf("%s(%p, " SIZE_T_FMT "%s)\n", __FUNCTION__,
2409   buff, left, more ? ", more" : "");
2410
2411 while (left > 0)
2412   {
2413   DEBUG(D_tls) debug_printf("gnutls_record_send(SSL, %p, " SIZE_T_FMT ")\n",
2414       buff, left);
2415   outbytes = gnutls_record_send(state->session, buff, left);
2416
2417   DEBUG(D_tls) debug_printf("outbytes=" SSIZE_T_FMT "\n", outbytes);
2418   if (outbytes < 0)
2419     {
2420     record_io_error(state, outbytes, US"send", NULL);
2421     return -1;
2422     }
2423   if (outbytes == 0)
2424     {
2425     record_io_error(state, 0, US"send", US"TLS channel closed on write");
2426     return -1;
2427     }
2428
2429   left -= outbytes;
2430   buff += outbytes;
2431   }
2432
2433 if (len > INT_MAX)
2434   {
2435   DEBUG(D_tls)
2436     debug_printf("Whoops!  Wrote more bytes (" SIZE_T_FMT ") than INT_MAX\n",
2437         len);
2438   len = INT_MAX;
2439   }
2440
2441 #ifdef SUPPORT_CORK
2442 if (more != corked)
2443   {
2444   if (!more) (void) gnutls_record_uncork(state->session, 0);
2445   corked = more;
2446   }
2447 #endif
2448
2449 return (int) len;
2450 }
2451
2452
2453
2454
2455 /*************************************************
2456 *            Random number generation            *
2457 *************************************************/
2458
2459 /* Pseudo-random number generation.  The result is not expected to be
2460 cryptographically strong but not so weak that someone will shoot themselves
2461 in the foot using it as a nonce in input in some email header scheme or
2462 whatever weirdness they'll twist this into.  The result should handle fork()
2463 and avoid repeating sequences.  OpenSSL handles that for us.
2464
2465 Arguments:
2466   max       range maximum
2467 Returns     a random number in range [0, max-1]
2468 */
2469
2470 #ifdef HAVE_GNUTLS_RND
2471 int
2472 vaguely_random_number(int max)
2473 {
2474 unsigned int r;
2475 int i, needed_len;
2476 uschar *p;
2477 uschar smallbuf[sizeof(r)];
2478
2479 if (max <= 1)
2480   return 0;
2481
2482 needed_len = sizeof(r);
2483 /* Don't take 8 times more entropy than needed if int is 8 octets and we were
2484  * asked for a number less than 10. */
2485 for (r = max, i = 0; r; ++i)
2486   r >>= 1;
2487 i = (i + 7) / 8;
2488 if (i < needed_len)
2489   needed_len = i;
2490
2491 i = gnutls_rnd(GNUTLS_RND_NONCE, smallbuf, needed_len);
2492 if (i < 0)
2493   {
2494   DEBUG(D_all) debug_printf("gnutls_rnd() failed, using fallback.\n");
2495   return vaguely_random_number_fallback(max);
2496   }
2497 r = 0;
2498 for (p = smallbuf; needed_len; --needed_len, ++p)
2499   {
2500   r *= 256;
2501   r += *p;
2502   }
2503
2504 /* We don't particularly care about weighted results; if someone wants
2505  * smooth distribution and cares enough then they should submit a patch then. */
2506 return r % max;
2507 }
2508 #else /* HAVE_GNUTLS_RND */
2509 int
2510 vaguely_random_number(int max)
2511 {
2512   return vaguely_random_number_fallback(max);
2513 }
2514 #endif /* HAVE_GNUTLS_RND */
2515
2516
2517
2518
2519 /*************************************************
2520 *  Let tls_require_ciphers be checked at startup *
2521 *************************************************/
2522
2523 /* The tls_require_ciphers option, if set, must be something which the
2524 library can parse.
2525
2526 Returns:     NULL on success, or error message
2527 */
2528
2529 uschar *
2530 tls_validate_require_cipher(void)
2531 {
2532 int rc;
2533 uschar *expciphers = NULL;
2534 gnutls_priority_t priority_cache;
2535 const char *errpos;
2536 uschar * dummy_errstr;
2537
2538 #define validate_check_rc(Label) do { \
2539   if (rc != GNUTLS_E_SUCCESS) { if (exim_gnutls_base_init_done) gnutls_global_deinit(); \
2540   return string_sprintf("%s failed: %s", (Label), gnutls_strerror(rc)); } } while (0)
2541 #define return_deinit(Label) do { gnutls_global_deinit(); return (Label); } while (0)
2542
2543 if (exim_gnutls_base_init_done)
2544   log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC,
2545       "already initialised GnuTLS, Exim developer bug");
2546
2547 #ifdef HAVE_GNUTLS_PKCS11
2548 if (!gnutls_allow_auto_pkcs11)
2549   {
2550   rc = gnutls_pkcs11_init(GNUTLS_PKCS11_FLAG_MANUAL, NULL);
2551   validate_check_rc(US"gnutls_pkcs11_init");
2552   }
2553 #endif
2554 rc = gnutls_global_init();
2555 validate_check_rc(US"gnutls_global_init()");
2556 exim_gnutls_base_init_done = TRUE;
2557
2558 if (!(tls_require_ciphers && *tls_require_ciphers))
2559   return_deinit(NULL);
2560
2561 if (!expand_check(tls_require_ciphers, US"tls_require_ciphers", &expciphers,
2562                   &dummy_errstr))
2563   return_deinit(US"failed to expand tls_require_ciphers");
2564
2565 if (!(expciphers && *expciphers))
2566   return_deinit(NULL);
2567
2568 DEBUG(D_tls)
2569   debug_printf("tls_require_ciphers expands to \"%s\"\n", expciphers);
2570
2571 rc = gnutls_priority_init(&priority_cache, CS expciphers, &errpos);
2572 validate_check_rc(string_sprintf(
2573       "gnutls_priority_init(%s) failed at offset %ld, \"%.8s..\"",
2574       expciphers, errpos - CS expciphers, errpos));
2575
2576 #undef return_deinit
2577 #undef validate_check_rc
2578 gnutls_global_deinit();
2579
2580 return NULL;
2581 }
2582
2583
2584
2585
2586 /*************************************************
2587 *         Report the library versions.           *
2588 *************************************************/
2589
2590 /* See a description in tls-openssl.c for an explanation of why this exists.
2591
2592 Arguments:   a FILE* to print the results to
2593 Returns:     nothing
2594 */
2595
2596 void
2597 tls_version_report(FILE *f)
2598 {
2599 fprintf(f, "Library version: GnuTLS: Compile: %s\n"
2600            "                         Runtime: %s\n",
2601            LIBGNUTLS_VERSION,
2602            gnutls_check_version(NULL));
2603 }
2604
2605 /* vi: aw ai sw=2
2606 */
2607 /* End of tls-gnu.c */