ssl_recv_data(): Properly handle MBEDTLS_ERR_SSL_PEER_CLOSE_NOTIFY
[privoxy.git] / ssl.c
1 /*********************************************************************
2  *
3  * File        :  $Source: /cvsroot/ijbswa/current/ssl.c,v $
4  *
5  * Purpose     :  File with TLS/SSL extension. Contains methods for
6  *                creating, using and closing TLS/SSL connections.
7  *
8  * Copyright   :  Written by and Copyright (c) 2017 Vaclav Svec. FIT CVUT.
9  *                Copyright (C) 2018-2019 by Fabian Keil <fk@fabiankeil.de>
10  *
11  *                This program is free software; you can redistribute it
12  *                and/or modify it under the terms of the GNU General
13  *                Public License as published by the Free Software
14  *                Foundation; either version 2 of the License, or (at
15  *                your option) any later version.
16  *
17  *                This program is distributed in the hope that it will
18  *                be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the
19  *                implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A
20  *                PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public
21  *                License for more details.
22  *
23  *                The GNU General Public License should be included with
24  *                this file.  If not, you can view it at
25  *                http://www.gnu.org/copyleft/gpl.html
26  *                or write to the Free Software Foundation, Inc., 59
27  *                Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
28  *
29  *********************************************************************/
30
31 #include <string.h>
32 #include <unistd.h>
33
34 #if !defined(MBEDTLS_CONFIG_FILE)
35 #  include "mbedtls/config.h"
36 #else
37 #  include MBEDTLS_CONFIG_FILE
38 #endif
39
40 #include "mbedtls/md5.h"
41 #include "mbedtls/pem.h"
42 #include "mbedtls/base64.h"
43 #include "mbedtls/error.h"
44
45 #include "config.h"
46 #include "project.h"
47 #include "miscutil.h"
48 #include "errlog.h"
49 #include "jcc.h"
50 #include "ssl.h"
51
52
53 /*
54  * Macros for searching begin and end of certificates.
55  * Necessary to convert structure mbedtls_x509_crt to crt file.
56  */
57 #define PEM_BEGIN_CRT     "-----BEGIN CERTIFICATE-----\n"
58 #define PEM_END_CRT       "-----END CERTIFICATE-----\n"
59
60 /*
61  * Macros for ssl.c
62  */
63 #define ERROR_BUF_SIZE                   1024              /* Size of buffer for error messages */
64 #define CERTIFICATE_BUF_SIZE             16384             /* Size of buffer to save certificate. Value 4096 is mbedtls library buffer size for certificate in DER form */
65 #define PRIVATE_KEY_BUF_SIZE             16000             /* Size of buffer to save private key. Value 16000 is taken from mbed TLS library examples. */
66 #define RSA_KEY_PUBLIC_EXPONENT          65537             /* Public exponent for RSA private key generating */
67 #define RSA_KEYSIZE                      2048              /* Size of generated RSA keys */
68 #define GENERATED_CERT_VALID_FROM        "20100101000000"  /* Date and time, which will be set in generated certificates as parameter valid from */
69 #define GENERATED_CERT_VALID_TO          "20401231235959"  /* Date and time, which will be set in generated certificates as parameter valid to */
70 #define CERT_SIGNATURE_ALGORITHM         MBEDTLS_MD_SHA256 /* The MD algorithm to use for the signature */
71 #define CERT_SERIAL_NUM_LENGTH           4                 /* Bytes of hash to be used for creating serial number of certificate. Min=2 and max=16 */
72 #define INVALID_CERT_INFO_BUF_SIZE       2048              /* Size of buffer for message with information about reason of certificate invalidity. Data after the end of buffer will not be saved */
73 #define CERT_PARAM_COMMON_NAME           "CN="
74 #define CERT_PARAM_ORGANIZATION          ",O="
75 #define CERT_PARAM_ORG_UNIT              ",OU="
76 #define CERT_PARAM_COUNTRY               ",C=CZ"
77 #define KEY_FILE_TYPE                    ".pem"
78 #define CERT_FILE_TYPE                   ".crt"
79 #define CERT_SUBJECT_PASSWORD            ""
80 #define CERT_INFO_PREFIX                 ""
81
82 /*
83  * Properties of cert for generating
84  */
85 typedef struct {
86    char       *issuer_crt;                         /* filename of the issuer certificate       */
87    char       *subject_key;                        /* filename of the subject key file         */
88    char       *issuer_key;                         /* filename of the issuer key file          */
89    const char *subject_pwd;                        /* password for the subject key file        */
90    const char *issuer_pwd;                         /* password for the issuer key file         */
91    char       *output_file;                        /* where to store the constructed key file  */
92    const char *subject_name;                       /* subject name for certificate             */
93    char       issuer_name[ISSUER_NAME_BUF_SIZE];   /* issuer name for certificate              */
94    const char *not_before;                         /* validity period not before               */
95    const char *not_after;                          /* validity period not after                */
96    const char *serial;                             /* serial number string                     */
97    int        is_ca;                               /* is a CA certificate                      */
98    int        max_pathlen;                         /* maximum CA path length                   */
99 } cert_options;
100
101 /*
102  * Properties of key for generating
103  */
104 typedef struct {
105    mbedtls_pk_type_t type;   /* type of key to generate  */
106    int  rsa_keysize;         /* length of key in bits    */
107    char *key_file_path;      /* filename of the key file */
108 } key_options;
109
110 static int generate_webpage_certificate(struct client_state *csp);
111 static char *make_certs_path(const char *conf_dir, const char *file_name, const char *suffix);
112 static int file_exists(const char *path);
113 static int host_to_hash(struct client_state *csp);
114 static int ssl_verify_callback(void *data, mbedtls_x509_crt *crt, int depth, uint32_t *flags);
115 static void free_certificate_chain(struct client_state *csp);
116 static unsigned int get_certificate_mutex_id(struct client_state *csp);
117 static unsigned long  get_certificate_serial(struct client_state *csp);
118 static void free_client_ssl_structures(struct client_state *csp);
119 static void free_server_ssl_structures(struct client_state *csp);
120 static int seed_rng(struct client_state *csp);
121
122 /*********************************************************************
123  *
124  * Function    :  client_use_ssl
125  *
126  * Description :  Tests if client in current client state structure
127  *                should use SSL connection or standard connection.
128  *
129  * Parameters  :
130  *          1  :  csp = Current client state (buffers, headers, etc...)
131  *
132  * Returns     :  If client should use TLS/SSL connection, 1 is returned.
133  *                Otherwise 0 is returned.
134  *
135  *********************************************************************/
136 extern int client_use_ssl(const struct client_state *csp)
137 {
138    return csp->http->client_ssl;
139 }
140
141
142 /*********************************************************************
143  *
144  * Function    :  server_use_ssl
145  *
146  * Description :  Tests if server in current client state structure
147  *                should use SSL connection or standard connection.
148  *
149  * Parameters  :
150  *          1  :  csp = Current client state (buffers, headers, etc...)
151  *
152  * Returns     :  If server should use TLS/SSL connection, 1 is returned.
153  *                Otherwise 0 is returned.
154  *
155  *********************************************************************/
156 extern int server_use_ssl(const struct client_state *csp)
157 {
158    return csp->http->server_ssl;
159 }
160
161
162 /*********************************************************************
163  *
164  * Function    :  is_ssl_pending
165  *
166  * Description :  Tests if there are some waiting data on ssl connection
167  *
168  * Parameters  :
169  *          1  :  ssl = SSL context to test
170  *
171  * Returns     :   0 => No data are pending
172  *                >0 => Pending data length
173  *
174  *********************************************************************/
175 extern size_t is_ssl_pending(mbedtls_ssl_context *ssl)
176 {
177    if (ssl == NULL)
178    {
179       return 0;
180    }
181
182    return mbedtls_ssl_get_bytes_avail(ssl);
183 }
184
185
186 /*********************************************************************
187  *
188  * Function    :  ssl_send_data
189  *
190  * Description :  Sends the content of buf (for n bytes) to given SSL
191  *                connection context.
192  *
193  * Parameters  :
194  *          1  :  ssl = SSL context to send data to
195  *          2  :  buf = Pointer to data to be sent
196  *          3  :  len = Length of data to be sent to the SSL context
197  *
198  * Returns     :  Length of sent data or negative value on error.
199  *
200  *********************************************************************/
201 extern int ssl_send_data(mbedtls_ssl_context *ssl, const unsigned char *buf, size_t len)
202 {
203    int ret = 0;
204    size_t max_fragment_size = 0;  /* Maximal length of data in one SSL fragment*/
205    int send_len             = 0;  /* length of one data part to send */
206    int pos                  = 0;  /* Position of unsent part in buffer */
207
208    if (len == 0)
209    {
210       return 0;
211    }
212
213    /* Getting maximal length of data sent in one fragment */
214    max_fragment_size = mbedtls_ssl_get_max_frag_len(ssl);
215
216    /*
217     * Whole buffer must be sent in many fragments, because each fragment
218     * has its maximal length.
219     */
220    while (pos < len)
221    {
222       /* Compute length of data, that can be send in next fragment */
223       if ((pos + (int)max_fragment_size) > len)
224       {
225          send_len = (int)len - pos;
226       }
227       else
228       {
229          send_len = (int)max_fragment_size;
230       }
231
232       /*
233        * Sending one part of the buffer
234        */
235       while ((ret = mbedtls_ssl_write(ssl,
236          (const unsigned char *)(buf + pos),
237          (size_t)send_len)) < 0)
238       {
239          if (ret != MBEDTLS_ERR_SSL_WANT_READ &&
240              ret != MBEDTLS_ERR_SSL_WANT_WRITE)
241          {
242             char err_buf[ERROR_BUF_SIZE];
243
244             mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
245             log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
246                "Sending data over TLS/SSL failed: %s", err_buf);
247             return -1;
248          }
249       }
250       /* Adding count of sent bytes to position in buffer */
251       pos = pos + send_len;
252    }
253
254    return (int)len;
255 }
256
257
258 /*********************************************************************
259  *
260  * Function    :  ssl_recv_data
261  *
262  * Description :  Receives data from given SSL context and puts
263  *                it into buffer.
264  *
265  * Parameters  :
266  *          1  :  ssl = SSL context to receive data from
267  *          2  :  buf = Pointer to buffer where data will be written
268  *          3  :  max_length = Maximum number of bytes to read
269  *
270  * Returns     :  Number of bytes read, 0 for EOF, or negative
271  *                value on error.
272  *
273  *********************************************************************/
274 extern int ssl_recv_data(mbedtls_ssl_context *ssl, unsigned char *buf, size_t max_length)
275 {
276    int ret = 0;
277    memset(buf, 0, max_length);
278
279    /*
280     * Receiving data from SSL context into buffer
281     */
282    do
283    {
284       ret = mbedtls_ssl_read(ssl, buf, max_length);
285    } while (ret == MBEDTLS_ERR_SSL_WANT_READ
286       || ret == MBEDTLS_ERR_SSL_WANT_WRITE);
287
288    if (ret < 0)
289    {
290       char err_buf[ERROR_BUF_SIZE];
291
292       if (ret == MBEDTLS_ERR_SSL_PEER_CLOSE_NOTIFY)
293       {
294          log_error(LOG_LEVEL_CONNECT,
295             "The peer notified us that the connection is going to be closed");
296          return 0;
297       }
298       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
299       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
300          "Receiving data over TLS/SSL failed: %s", err_buf);
301    }
302
303    return ret;
304 }
305
306
307 /*********************************************************************
308  *
309  * Function    :  ssl_flush_socket
310  *
311  * Description :  Send any pending "buffered" content with given
312  *                SSL connection. Alternative to function flush_socket.
313  *
314  * Parameters  :
315  *          1  :  ssl = SSL context to send buffer to
316  *          2  :  iob = The I/O buffer to flush, usually csp->iob.
317  *
318  * Returns     :  On success, the number of bytes send are returned (zero
319  *                indicates nothing was sent).  On error, -1 is returned.
320  *
321  *********************************************************************/
322 extern long ssl_flush_socket(mbedtls_ssl_context *ssl, struct iob *iob)
323 {
324    /* Computing length of buffer part to send */
325    long len = iob->eod - iob->cur;
326
327    if (len <= 0)
328    {
329       return(0);
330    }
331
332    /* Sending data to given SSl context */
333    if (ssl_send_data(ssl, (const unsigned char *)iob->cur, (size_t)len) < 0)
334    {
335       return -1;
336    }
337    iob->eod = iob->cur = iob->buf;
338    return(len);
339 }
340
341
342 /*********************************************************************
343  *
344  * Function    :  ssl_debug_callback
345  *
346  * Description :  Debug callback function for mbedtls library.
347  *                Prints info into log file.
348  *
349  * Parameters  :
350  *          1  :  ctx   = File to save log in
351  *          2  :  level = Debug level
352  *          3  :  file  = File calling debug message
353  *          4  :  line  = Line calling debug message
354  *          5  :  str   = Debug message
355  *
356  * Returns     :  N/A
357  *
358  *********************************************************************/
359 static void ssl_debug_callback(void *ctx, int level, const char *file, int line, const char *str)
360 {
361    /*
362    ((void)level);
363    fprintf((FILE *)ctx, "%s:%04d: %s", file, line, str);
364    fflush((FILE *)ctx);
365    log_error(LOG_LEVEL_INFO, "SSL debug message: %s:%04d: %s", file, line, str);
366    */
367 }
368
369
370 /*********************************************************************
371  *
372  * Function    :  create_client_ssl_connection
373  *
374  * Description :  Creates TLS/SSL secured connection with client
375  *
376  * Parameters  :
377  *          1  :  csp = Current client state (buffers, headers, etc...)
378  *
379  * Returns     :  0 on success, negative value if connection wasn't created
380  *                successfully.
381  *
382  *********************************************************************/
383 extern int create_client_ssl_connection(struct client_state *csp)
384 {
385    /* Paths to certificates file and key file */
386    char *key_file  = NULL;
387    char *ca_file   = NULL;
388    char *cert_file = NULL;
389    int ret = 0;
390    char err_buf[ERROR_BUF_SIZE];
391
392    /*
393     * Initializing mbedtls structures for TLS/SSL connection
394     */
395    mbedtls_net_init(&(csp->mbedtls_client_attr.socket_fd));
396    mbedtls_ssl_init(&(csp->mbedtls_client_attr.ssl));
397    mbedtls_ssl_config_init(&(csp->mbedtls_client_attr.conf));
398    mbedtls_x509_crt_init(&(csp->mbedtls_client_attr.server_cert));
399    mbedtls_pk_init(&(csp->mbedtls_client_attr.prim_key));
400 #if defined(MBEDTLS_SSL_CACHE_C)
401    mbedtls_ssl_cache_init(&(csp->mbedtls_client_attr.cache));
402 #endif
403
404    /*
405     * Preparing hash of host for creating certificates
406     */
407    ret = host_to_hash(csp);
408    if (ret != 0)
409    {
410       log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "Generating hash of host failed: %d", ret);
411       ret = -1;
412       goto exit;
413    }
414
415    /*
416     * Preparing paths to certificates files and key file
417     */
418    ca_file   = csp->config->ca_cert_file;
419    cert_file = make_certs_path(csp->config->certificate_directory,
420       (const char *)csp->http->hash_of_host_hex, CERT_FILE_TYPE);
421    key_file  = make_certs_path(csp->config->certificate_directory,
422       (const char *)csp->http->hash_of_host_hex, KEY_FILE_TYPE);
423
424    if (cert_file == NULL || key_file == NULL)
425    {
426       ret = -1;
427       goto exit;
428    }
429
430    /*
431     * Generating certificate for requested host. Mutex to prevent
432     * certificate and key inconsistence must be locked.
433     */
434    unsigned int cert_mutex_id = get_certificate_mutex_id(csp);
435    privoxy_mutex_lock(&(certificates_mutexes[cert_mutex_id]));
436
437    ret = generate_webpage_certificate(csp);
438    if (ret < 0)
439    {
440       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
441          "Generate_webpage_certificate failed: %d", ret);
442       privoxy_mutex_unlock(&(certificates_mutexes[cert_mutex_id]));
443       ret = -1;
444       goto exit;
445    }
446    privoxy_mutex_unlock(&(certificates_mutexes[cert_mutex_id]));
447
448    /*
449     * Seed the RNG
450     */
451    ret = seed_rng(csp);
452    if (ret != 0)
453    {
454       ret = -1;
455       goto exit;
456    }
457
458    /*
459     * Loading CA file, webpage certificate and key files
460     */
461    ret = mbedtls_x509_crt_parse_file(&(csp->mbedtls_client_attr.server_cert),
462       cert_file);
463    if (ret != 0)
464    {
465       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
466       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
467          "Loading webpage certificate %s failed: %s", cert_file, err_buf);
468       ret = -1;
469       goto exit;
470    }
471
472    ret = mbedtls_x509_crt_parse_file(&(csp->mbedtls_client_attr.server_cert),
473       ca_file);
474    if (ret != 0)
475    {
476       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
477       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
478          "Loading CA certificate %s failed: %s", ca_file, err_buf);
479       ret = -1;
480       goto exit;
481    }
482
483    ret = mbedtls_pk_parse_keyfile(&(csp->mbedtls_client_attr.prim_key),
484       key_file, NULL);
485    if (ret != 0)
486    {
487       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
488       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
489          "Loading and parsing webpage certificate private key %s failed: %s",
490          key_file, err_buf);
491       ret = -1;
492       goto exit;
493    }
494
495    /*
496     * Setting SSL parameters
497     */
498    ret = mbedtls_ssl_config_defaults(&(csp->mbedtls_client_attr.conf),
499       MBEDTLS_SSL_IS_SERVER, MBEDTLS_SSL_TRANSPORT_STREAM,
500       MBEDTLS_SSL_PRESET_DEFAULT);
501    if (ret != 0)
502    {
503       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
504       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
505          "mbedtls_ssl_config_defaults failed: %s", err_buf);
506       ret = -1;
507       goto exit;
508    }
509
510    mbedtls_ssl_conf_rng(&(csp->mbedtls_client_attr.conf),
511       mbedtls_ctr_drbg_random, &ctr_drbg);
512    mbedtls_ssl_conf_dbg(&(csp->mbedtls_client_attr.conf),
513       ssl_debug_callback, stdout);
514
515 #if defined(MBEDTLS_SSL_CACHE_C)
516    mbedtls_ssl_conf_session_cache(&(csp->mbedtls_client_attr.conf),
517       &(csp->mbedtls_client_attr.cache), mbedtls_ssl_cache_get,
518       mbedtls_ssl_cache_set);
519 #endif
520
521    /*
522     * Setting certificates
523     */
524    ret = mbedtls_ssl_conf_own_cert(&(csp->mbedtls_client_attr.conf),
525       &(csp->mbedtls_client_attr.server_cert),
526       &(csp->mbedtls_client_attr.prim_key));
527    if (ret != 0)
528    {
529       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
530       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
531          "mbedtls_ssl_conf_own_cert failed: %s", err_buf);
532       ret = -1;
533       goto exit;
534    }
535
536    ret = mbedtls_ssl_setup(&(csp->mbedtls_client_attr.ssl),
537       &(csp->mbedtls_client_attr.conf));
538    if (ret != 0)
539    {
540       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
541       log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "mbedtls_ssl_setup failed: %s", err_buf);
542       ret = -1;
543       goto exit;
544    }
545
546    mbedtls_ssl_set_bio(&(csp->mbedtls_client_attr.ssl),
547       &(csp->mbedtls_client_attr.socket_fd), mbedtls_net_send,
548       mbedtls_net_recv, NULL);
549    mbedtls_ssl_session_reset(&(csp->mbedtls_client_attr.ssl));
550
551    /*
552     * Setting socket fd in mbedtls_net_context structure. This structure
553     * can't be set by mbedtls functions, because we already have created
554     * a TCP connection when this function is called.
555     */
556    csp->mbedtls_client_attr.socket_fd.fd = csp->cfd;
557
558    /*
559     *  Handshake with client
560     */
561    log_error(LOG_LEVEL_CONNECT,
562       "Performing the TLS/SSL handshake with client. Hash of host: %s",
563       csp->http->hash_of_host_hex);
564    while ((ret = mbedtls_ssl_handshake(&(csp->mbedtls_client_attr.ssl))) != 0)
565    {
566       if (ret != MBEDTLS_ERR_SSL_WANT_READ &&
567           ret != MBEDTLS_ERR_SSL_WANT_WRITE)
568       {
569          mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
570          log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
571             "medtls_ssl_handshake with client failed: %s", err_buf);
572          ret = -1;
573          goto exit;
574       }
575    }
576
577    log_error(LOG_LEVEL_CONNECT, "Client successfully connected over TLS/SSL");
578    csp->ssl_with_client_is_opened = 1;
579
580 exit:
581    /*
582     * Freeing allocated paths to files
583     */
584    freez(cert_file);
585    freez(key_file);
586
587    /* Freeing structures if connection wasn't created successfully */
588    if (ret < 0)
589    {
590       free_client_ssl_structures(csp);
591    }
592    return ret;
593 }
594
595
596 /*********************************************************************
597  *
598  * Function    :  close_client_ssl_connection
599  *
600  * Description :  Closes TLS/SSL connection with client. This function
601  *                checks if this connection is already created.
602  *
603  * Parameters  :
604  *          1  :  csp = Current client state (buffers, headers, etc...)
605  *
606  * Returns     :  N/A
607  *
608  *********************************************************************/
609 extern void close_client_ssl_connection(struct client_state *csp)
610 {
611    int ret = 0;
612
613    if (csp->ssl_with_client_is_opened == 0)
614    {
615       return;
616    }
617
618    /*
619     * Notifying the peer that the connection is being closed.
620     */
621    do {
622       ret = mbedtls_ssl_close_notify(&(csp->mbedtls_client_attr.ssl));
623    } while (ret == MBEDTLS_ERR_SSL_WANT_WRITE);
624
625    free_client_ssl_structures(csp);
626    csp->ssl_with_client_is_opened = 0;
627 }
628
629
630 /*********************************************************************
631  *
632  * Function    :  free_client_ssl_structures
633  *
634  * Description :  Frees structures used for SSL communication with
635  *                client.
636  *
637  * Parameters  :
638  *          1  :  csp = Current client state (buffers, headers, etc...)
639  *
640  * Returns     :  N/A
641  *
642  *********************************************************************/
643 static void free_client_ssl_structures(struct client_state *csp)
644 {
645    /*
646    * We can't use function mbedtls_net_free, because this function
647    * inter alia close TCP connection on setted fd. Instead of this
648    * function, we change fd to -1, which is the same what does
649    * rest of mbedtls_net_free function.
650    */
651    csp->mbedtls_client_attr.socket_fd.fd = -1;
652
653    /* Freeing mbedtls structures */
654    mbedtls_x509_crt_free(&(csp->mbedtls_client_attr.server_cert));
655    mbedtls_pk_free(&(csp->mbedtls_client_attr.prim_key));
656    mbedtls_ssl_free(&(csp->mbedtls_client_attr.ssl));
657    mbedtls_ssl_config_free(&(csp->mbedtls_client_attr.conf));
658 #if defined(MBEDTLS_SSL_CACHE_C)
659    mbedtls_ssl_cache_free(&(csp->mbedtls_client_attr.cache));
660 #endif
661 }
662
663
664 /*********************************************************************
665  *
666  * Function    :  create_server_ssl_connection
667  *
668  * Description :  Creates TLS/SSL secured connection with server.
669  *
670  * Parameters  :
671  *          1  :  csp = Current client state (buffers, headers, etc...)
672  *
673  * Returns     :  0 on success, negative value if connection wasn't created
674  *                successfully.
675  *
676  *********************************************************************/
677 extern int create_server_ssl_connection(struct client_state *csp)
678 {
679    int ret = 0;
680    char err_buf[ERROR_BUF_SIZE];
681    char *trusted_cas_file = NULL;
682    int auth_mode = MBEDTLS_SSL_VERIFY_REQUIRED;
683
684    csp->server_cert_verification_result = SSL_CERT_NOT_VERIFIED;
685    csp->server_certs_chain.next = NULL;
686
687    /* Setting path to file with trusted CAs */
688    trusted_cas_file = csp->config->trusted_cas_file;
689
690    /*
691     * Initializing mbedtls structures for TLS/SSL connection
692     */
693    mbedtls_net_init(&(csp->mbedtls_server_attr.socket_fd));
694    mbedtls_ssl_init(&(csp->mbedtls_server_attr.ssl));
695    mbedtls_ssl_config_init(&(csp->mbedtls_server_attr.conf));
696    mbedtls_x509_crt_init(&(csp->mbedtls_server_attr.ca_cert));
697
698    /*
699    * Setting socket fd in mbedtls_net_context structure. This structure
700    * can't be set by mbedtls functions, because we already have created
701    * TCP connection when calling this function.
702    */
703    csp->mbedtls_server_attr.socket_fd.fd = csp->server_connection.sfd;
704
705    /*
706     * Seed the RNG
707     */
708    ret = seed_rng(csp);
709    if (ret != 0)
710    {
711       ret = -1;
712       goto exit;
713    }
714
715    /*
716     * Loading file with trusted CAs
717     */
718    ret = mbedtls_x509_crt_parse_file(&(csp->mbedtls_server_attr.ca_cert),
719       trusted_cas_file);
720    if (ret < 0)
721    {
722       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
723       log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "Loading trusted CAs file %s failed: %s",
724          trusted_cas_file, err_buf);
725       ret = -1;
726       goto exit;
727    }
728
729    /*
730     * Set TLS/SSL options
731     */
732    ret = mbedtls_ssl_config_defaults(&(csp->mbedtls_server_attr.conf),
733       MBEDTLS_SSL_IS_CLIENT,
734       MBEDTLS_SSL_TRANSPORT_STREAM,
735       MBEDTLS_SSL_PRESET_DEFAULT);
736    if (ret != 0)
737    {
738       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
739       log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "mbedtls_ssl_config_defaults failed: %s",
740          err_buf);
741       ret = -1;
742       goto exit;
743    }
744
745    /*
746     * Setting how strict should certificate verification be and other
747     * parameters for certificate verification
748     */
749    if (csp->dont_verify_certificate)
750    {
751       auth_mode = MBEDTLS_SSL_VERIFY_NONE;
752    }
753
754    mbedtls_ssl_conf_authmode(&(csp->mbedtls_server_attr.conf), auth_mode);
755    mbedtls_ssl_conf_ca_chain(&(csp->mbedtls_server_attr.conf),
756       &(csp->mbedtls_server_attr.ca_cert), NULL);
757
758    /* Setting callback function for certificates verification */
759    mbedtls_ssl_conf_verify(&(csp->mbedtls_server_attr.conf),
760       ssl_verify_callback, (void *)csp);
761
762    mbedtls_ssl_conf_rng(&(csp->mbedtls_server_attr.conf),
763       mbedtls_ctr_drbg_random, &ctr_drbg);
764    mbedtls_ssl_conf_dbg(&(csp->mbedtls_server_attr.conf),
765       ssl_debug_callback, stdout);
766
767    ret = mbedtls_ssl_setup(&(csp->mbedtls_server_attr.ssl),
768       &(csp->mbedtls_server_attr.conf));
769    if (ret != 0)
770    {
771       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
772       log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "mbedtls_ssl_setup failed: %s", err_buf);
773       ret = -1;
774       goto exit;
775    }
776
777    /*
778     * Set the hostname to check against the received server certificate
779     */
780    ret = mbedtls_ssl_set_hostname(&(csp->mbedtls_server_attr.ssl),
781       csp->http->host);
782    if (ret != 0)
783    {
784       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
785       log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "mbedtls_ssl_set_hostname failed: %s",
786          err_buf);
787       ret = -1;
788       goto exit;
789    }
790
791    mbedtls_ssl_set_bio(&(csp->mbedtls_server_attr.ssl),
792       &(csp->mbedtls_server_attr.socket_fd), mbedtls_net_send,
793       mbedtls_net_recv, NULL);
794
795    /*
796     * Handshake with server
797     */
798    log_error(LOG_LEVEL_CONNECT,
799       "Performing the TLS/SSL handshake with server");
800
801    while ((ret = mbedtls_ssl_handshake(&(csp->mbedtls_server_attr.ssl))) != 0)
802    {
803       if (ret != MBEDTLS_ERR_SSL_WANT_READ
804        && ret != MBEDTLS_ERR_SSL_WANT_WRITE)
805       {
806          mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
807
808          if (ret == MBEDTLS_ERR_X509_CERT_VERIFY_FAILED)
809          {
810             log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
811                "Server certificate verification failed: %s", err_buf);
812             csp->server_cert_verification_result =
813                mbedtls_ssl_get_verify_result(&(csp->mbedtls_server_attr.ssl));
814
815             ret = -1;
816          }
817          else
818          {
819             log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
820                "mbedtls_ssl_handshake with server failed: %s", err_buf);
821             ret = -1;
822          }
823          goto exit;
824       }
825    }
826
827    log_error(LOG_LEVEL_CONNECT, "Server successfully connected over TLS/SSL");
828
829    /*
830     * Server certificate chain is valid, so we can clean
831     * chain, because we will not send it to client.
832     */
833    free_certificate_chain(csp);
834
835    csp->ssl_with_server_is_opened = 1;
836    csp->server_cert_verification_result =
837       mbedtls_ssl_get_verify_result(&(csp->mbedtls_server_attr.ssl));
838
839 exit:
840    /* Freeing structures if connection wasn't created successfully */
841    if (ret < 0)
842    {
843       free_server_ssl_structures(csp);
844    }
845
846    return ret;
847 }
848
849
850 /*********************************************************************
851  *
852  * Function    :  close_server_ssl_connection
853  *
854  * Description :  Closes TLS/SSL connection with server. This function
855  *                checks if this connection is already opened.
856  *
857  * Parameters  :
858  *          1  :  csp = Current client state (buffers, headers, etc...)
859  *
860  * Returns     :  N/A
861  *
862  *********************************************************************/
863 static void close_server_ssl_connection(struct client_state *csp)
864 {
865    int ret = 0;
866
867    if (csp->ssl_with_server_is_opened == 0)
868    {
869       return;
870    }
871
872    /*
873    * Notifying the peer that the connection is being closed.
874    */
875    do {
876       ret = mbedtls_ssl_close_notify(&(csp->mbedtls_server_attr.ssl));
877    } while (ret == MBEDTLS_ERR_SSL_WANT_WRITE);
878
879    free_server_ssl_structures(csp);
880    csp->ssl_with_server_is_opened = 0;
881 }
882
883
884 /*********************************************************************
885  *
886  * Function    :  free_server_ssl_structures
887  *
888  * Description :  Frees structures used for SSL communication with server
889  *
890  * Parameters  :
891  *          1  :  csp = Current client state (buffers, headers, etc...)
892  *
893  * Returns     :  N/A
894  *
895  *********************************************************************/
896 static void free_server_ssl_structures(struct client_state *csp)
897 {
898    /*
899    * We can't use function mbedtls_net_free, because this function
900    * inter alia close TCP connection on setted fd. Instead of this
901    * function, we change fd to -1, which is the same what does
902    * rest of mbedtls_net_free function.
903    */
904    csp->mbedtls_client_attr.socket_fd.fd = -1;
905
906    mbedtls_x509_crt_free(&(csp->mbedtls_server_attr.ca_cert));
907    mbedtls_ssl_free(&(csp->mbedtls_server_attr.ssl));
908    mbedtls_ssl_config_free(&(csp->mbedtls_server_attr.conf));
909 }
910
911
912 /*********************************************************************
913  *
914  * Function    :  close_client_and_server_ssl_connections
915  *
916  * Description :  Checks if client or server should use secured
917  *                connection over SSL and if so, closes all of them.
918  *
919  * Parameters  :
920  *          1  :  csp = Current client state (buffers, headers, etc...)
921  *
922  * Returns     :  N/A
923  *
924  *********************************************************************/
925 extern void close_client_and_server_ssl_connections(struct client_state *csp)
926 {
927    if (client_use_ssl(csp) == 1)
928    {
929       close_client_ssl_connection(csp);
930    }
931    if (server_use_ssl(csp) == 1)
932    {
933       close_server_ssl_connection(csp);
934    }
935 }
936
937 /*====================== Certificates ======================*/
938
939 /*********************************************************************
940  *
941  * Function    :  write_certificate
942  *
943  * Description :  Writes certificate into file.
944  *
945  * Parameters  :
946  *          1  :  crt = certificate to write into file
947  *          2  :  output_file = path to save certificate file
948  *          3  :  f_rng = mbedtls_ctr_drbg_random
949  *          4  :  p_rng = mbedtls_ctr_drbg_context
950  *
951  * Returns     :  Length of written certificate on success or negative value
952  *                on error
953  *
954  *********************************************************************/
955 static int write_certificate(mbedtls_x509write_cert *crt, const char *output_file,
956    int(*f_rng)(void *, unsigned char *, size_t), void *p_rng)
957 {
958    FILE *f = NULL;
959    size_t len = 0;
960    unsigned char cert_buf[CERTIFICATE_BUF_SIZE + 1]; /* Buffer for certificate in PEM format + terminating NULL */
961    int ret = 0;
962    char err_buf[ERROR_BUF_SIZE];
963
964    memset(cert_buf, 0, sizeof(cert_buf));
965
966    /*
967     * Writing certificate into PEM string. If buffer is too small, function
968     * returns specific error and no buffer overflow can happen.
969     */
970    if ((ret = mbedtls_x509write_crt_pem(crt, cert_buf,
971       sizeof(cert_buf) - 1, f_rng, p_rng)) != 0)
972    {
973       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
974       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
975          "Writing certificate into buffer failed: %s", err_buf);
976       return -1;
977    }
978
979    len = strlen((char *)cert_buf);
980
981    /*
982     * Saving certificate into file
983     */
984    if ((f = fopen(output_file, "w")) == NULL)
985    {
986       log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "Opening file %s to save certificate failed",
987          output_file);
988       return -1;
989    }
990
991    if (fwrite(cert_buf, 1, len, f) != len)
992    {
993       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
994          "Writing certificate into file %s failed", output_file);
995       fclose(f);
996       return -1;
997    }
998
999    fclose(f);
1000
1001    return (int)len;
1002 }
1003
1004
1005 /*********************************************************************
1006  *
1007  * Function    :  write_private_key
1008  *
1009  * Description :  Writes private key into file and copies saved
1010  *                content into given pointer to string. If function
1011  *                returns 0 for success, this copy must be freed by
1012  *                caller.
1013  *
1014  * Parameters  :
1015  *          1  :  key = key to write into file
1016  *          2  :  ret_buf = pointer to string with created key file content
1017  *          3  :  key_file_path = path where to save key file
1018  *
1019  * Returns     :  Length of written private key on success or negative value
1020  *                on error
1021  *
1022  *********************************************************************/
1023 static int write_private_key(mbedtls_pk_context *key, unsigned char **ret_buf,
1024    const char *key_file_path)
1025 {
1026    size_t len = 0;                /* Length of created key    */
1027    FILE *f = NULL;                /* File to save certificate */
1028    int ret = 0;
1029    char err_buf[ERROR_BUF_SIZE];
1030
1031    /* Initializing buffer for key file content */
1032    *ret_buf = zalloc_or_die(PRIVATE_KEY_BUF_SIZE + 1);
1033
1034    /*
1035     * Writing private key into PEM string
1036     */
1037    if ((ret = mbedtls_pk_write_key_pem(key, *ret_buf, PRIVATE_KEY_BUF_SIZE)) != 0)
1038    {
1039       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
1040       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
1041          "Writing private key into PEM string failed: %s", err_buf);
1042       ret = -1;
1043       goto exit;
1044    }
1045    len = strlen((char *)*ret_buf);
1046
1047    /*
1048     * Saving key into file
1049     */
1050    if ((f = fopen(key_file_path, "wb")) == NULL)
1051    {
1052       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
1053          "Opening file %s to save private key failed: %E",
1054          key_file_path);
1055       ret = -1;
1056       goto exit;
1057    }
1058
1059    if (fwrite(*ret_buf, 1, len, f) != len)
1060    {
1061       fclose(f);
1062       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
1063          "Writing private key into file %s failed",
1064          key_file_path);
1065       ret = -1;
1066       goto exit;
1067    }
1068
1069    fclose(f);
1070
1071 exit:
1072    if (ret < 0)
1073    {
1074       freez(*ret_buf);
1075       *ret_buf = NULL;
1076       return ret;
1077    }
1078    return (int)len;
1079 }
1080
1081
1082 /*********************************************************************
1083  *
1084  * Function    :  generate_key
1085  *
1086  * Description : Tests if private key for host saved in csp already
1087  *               exists.  If this file doesn't exists, a new key is
1088  *               generated and saved in a file. The generated key is also
1089  *               copied into given parameter key_buf, which must be then
1090  *               freed by caller. If file with key exists, key_buf
1091  *               contain NULL and no private key is generated.
1092  *
1093  * Parameters  :
1094  *          1  :  csp = Current client state (buffers, headers, etc...)
1095  *          2  :  key_buf = buffer to save new generated key
1096  *
1097  * Returns     :  -1 => Error while generating private key
1098  *                 0 => Key already exists
1099  *                >0 => Length of generated private key
1100  *
1101  *********************************************************************/
1102 static int generate_key(struct client_state *csp, unsigned char **key_buf)
1103 {
1104    mbedtls_pk_context key;
1105    key_options key_opt;
1106    int ret = 0;
1107    char err_buf[ERROR_BUF_SIZE];
1108
1109    key_opt.key_file_path = NULL;
1110
1111    /*
1112     * Initializing structures for key generating
1113     */
1114    mbedtls_pk_init(&key);
1115
1116    /*
1117     * Preparing path for key file and other properties for generating key
1118     */
1119    key_opt.type        = MBEDTLS_PK_RSA;
1120    key_opt.rsa_keysize = RSA_KEYSIZE;
1121
1122    key_opt.key_file_path = make_certs_path(csp->config->certificate_directory,
1123       (char *)csp->http->hash_of_host_hex, KEY_FILE_TYPE);
1124    if (key_opt.key_file_path == NULL)
1125    {
1126       ret = -1;
1127       goto exit;
1128    }
1129
1130    /*
1131     * Test if key already exists. If so, we don't have to create it again.
1132     */
1133    if (file_exists(key_opt.key_file_path) == 1)
1134    {
1135       ret = 0;
1136       goto exit;
1137    }
1138
1139    /*
1140     * Seed the RNG
1141     */
1142    ret = seed_rng(csp);
1143    if (ret != 0)
1144    {
1145       ret = -1;
1146       goto exit;
1147    }
1148
1149    /*
1150     * Setting attributes of private key and generating it
1151     */
1152    if ((ret = mbedtls_pk_setup(&key,
1153       mbedtls_pk_info_from_type(key_opt.type))) != 0)
1154    {
1155       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
1156       log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "mbedtls_pk_setup failed: %s", err_buf);
1157       ret = -1;
1158       goto exit;
1159    }
1160
1161    ret = mbedtls_rsa_gen_key(mbedtls_pk_rsa(key), mbedtls_ctr_drbg_random,
1162       &ctr_drbg, (unsigned)key_opt.rsa_keysize, RSA_KEY_PUBLIC_EXPONENT);
1163    if (ret != 0)
1164    {
1165       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
1166       log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "Key generating failed: %s", err_buf);
1167       ret = -1;
1168       goto exit;
1169    }
1170
1171    /*
1172     * Exporting private key into file
1173     */
1174    if ((ret = write_private_key(&key, key_buf, key_opt.key_file_path)) < 0)
1175    {
1176       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
1177          "Writing private key into file %s failed", key_opt.key_file_path);
1178       ret = -1;
1179       goto exit;
1180    }
1181
1182 exit:
1183    /*
1184     * Freeing used variables
1185     */
1186    freez(key_opt.key_file_path);
1187
1188    mbedtls_pk_free(&key);
1189
1190    return ret;
1191 }
1192
1193
1194 /*********************************************************************
1195  *
1196  * Function    :  generate_webpage_certificate
1197  *
1198  * Description :  Creates certificate file in presetted directory.
1199  *                If certificate already exists, no other certificate
1200  *                will be created. Subject of certificate is named
1201  *                by csp->http->host from parameter. This function also
1202  *                triggers generating of private key for new certificate.
1203  *
1204  * Parameters  :
1205  *          1  :  csp = Current client state (buffers, headers, etc...)
1206  *
1207  * Returns     :  -1 => Error while creating certificate.
1208  *                 0 => Certificate already exists.
1209  *                >0 => Length of created certificate.
1210  *
1211  *********************************************************************/
1212 static int generate_webpage_certificate(struct client_state *csp)
1213 {
1214    mbedtls_x509_crt issuer_cert;
1215    mbedtls_pk_context loaded_issuer_key, loaded_subject_key;
1216    mbedtls_pk_context *issuer_key  = &loaded_issuer_key;
1217    mbedtls_pk_context *subject_key = &loaded_subject_key;
1218    mbedtls_x509write_cert cert;
1219    mbedtls_mpi serial;
1220
1221    unsigned char *key_buf = NULL;    /* Buffer for created key */
1222
1223    int ret = 0;
1224    char err_buf[ERROR_BUF_SIZE];
1225    cert_options cert_opt;
1226
1227    /* Paths to keys and certificates needed to create certificate */
1228    cert_opt.issuer_key  = NULL;
1229    cert_opt.subject_key = NULL;
1230    cert_opt.issuer_crt  = NULL;
1231    cert_opt.output_file = NULL;
1232
1233    /*
1234     * Create key for requested host
1235     */
1236    int subject_key_len = generate_key(csp, &key_buf);
1237    if (subject_key_len < 0)
1238    {
1239       log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "Key generating failed");
1240       return -1;
1241    }
1242
1243    /*
1244     * Initializing structures for certificate generating
1245     */
1246    mbedtls_x509write_crt_init(&cert);
1247    mbedtls_x509write_crt_set_md_alg(&cert, CERT_SIGNATURE_ALGORITHM);
1248    mbedtls_pk_init(&loaded_issuer_key);
1249    mbedtls_pk_init(&loaded_subject_key);
1250    mbedtls_mpi_init(&serial);
1251    mbedtls_x509_crt_init(&issuer_cert);
1252
1253    /*
1254     * Presetting parameters for certificate. We must compute total length
1255     * of parameters.
1256     */
1257    size_t cert_params_len = strlen(CERT_PARAM_COMMON_NAME) +
1258       strlen(CERT_PARAM_ORGANIZATION) + strlen(CERT_PARAM_COUNTRY) +
1259       strlen(CERT_PARAM_ORG_UNIT) +
1260       3 * strlen(csp->http->host) + 1;
1261    char cert_params[cert_params_len];
1262    memset(cert_params, 0, cert_params_len);
1263
1264    /*
1265     * Converting unsigned long serial number to char * serial number.
1266     * We must compute length of serial number in string + terminating null.
1267     */
1268    unsigned long certificate_serial = get_certificate_serial(csp);
1269    int serial_num_size = snprintf(NULL, 0, "%lu", certificate_serial) + 1;
1270    if (serial_num_size <= 0)
1271    {
1272       serial_num_size = 1;
1273    }
1274
1275    char serial_num_text[serial_num_size];  /* Buffer for serial number */
1276    ret = snprintf(serial_num_text, (size_t)serial_num_size, "%lu", certificate_serial);
1277    if (ret < 0 || ret >= serial_num_size)
1278    {
1279       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
1280          "Converting certificate serial number into string failed");
1281       ret = -1;
1282       goto exit;
1283    }
1284
1285    /*
1286     * Preparing parameters for certificate
1287     */
1288    strlcpy(cert_params, CERT_PARAM_COMMON_NAME,  cert_params_len);
1289    strlcat(cert_params, csp->http->host,         cert_params_len);
1290    strlcat(cert_params, CERT_PARAM_ORGANIZATION, cert_params_len);
1291    strlcat(cert_params, csp->http->host,         cert_params_len);
1292    strlcat(cert_params, CERT_PARAM_ORG_UNIT,     cert_params_len);
1293    strlcat(cert_params, csp->http->host,         cert_params_len);
1294    strlcat(cert_params, CERT_PARAM_COUNTRY,      cert_params_len);
1295
1296    cert_opt.issuer_crt = csp->config->ca_cert_file;
1297    cert_opt.issuer_key = csp->config->ca_key_file;
1298    cert_opt.subject_key = make_certs_path(csp->config->certificate_directory,
1299       (const char *)csp->http->hash_of_host_hex, KEY_FILE_TYPE);
1300    cert_opt.output_file = make_certs_path(csp->config->certificate_directory,
1301       (const char *)csp->http->hash_of_host_hex, CERT_FILE_TYPE);
1302
1303    if (cert_opt.subject_key == NULL || cert_opt.output_file == NULL)
1304    {
1305       ret = -1;
1306       goto exit;
1307    }
1308
1309    cert_opt.subject_pwd   = CERT_SUBJECT_PASSWORD;
1310    cert_opt.issuer_pwd    = csp->config->ca_password;
1311    cert_opt.subject_name  = cert_params;
1312    cert_opt.not_before    = GENERATED_CERT_VALID_FROM;
1313    cert_opt.not_after     = GENERATED_CERT_VALID_TO;
1314    cert_opt.serial        = serial_num_text;
1315    cert_opt.is_ca         = 0;
1316    cert_opt.max_pathlen   = -1;
1317
1318    /*
1319     * Test if certificate exists and private key was already created
1320     */
1321    if (file_exists(cert_opt.output_file) == 1 && subject_key_len == 0)
1322    {
1323       ret = 0;
1324       goto exit;
1325    }
1326
1327    /*
1328     * Seed the PRNG
1329     */
1330    ret = seed_rng(csp);
1331    if (ret != 0)
1332    {
1333       ret = -1;
1334       goto exit;
1335    }
1336
1337    /*
1338     * Parse serial to MPI
1339     */
1340    ret = mbedtls_mpi_read_string(&serial, 10, cert_opt.serial);
1341    if (ret != 0)
1342    {
1343       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
1344       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
1345          "mbedtls_mpi_read_string failed: %s", err_buf);
1346       ret = -1;
1347       goto exit;
1348    }
1349
1350    /*
1351     * Loading certificates
1352     */
1353    ret = mbedtls_x509_crt_parse_file(&issuer_cert, cert_opt.issuer_crt);
1354    if (ret != 0)
1355    {
1356       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
1357       log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "Loading issuer certificate %s failed: %s",
1358          cert_opt.issuer_crt, err_buf);
1359       ret = -1;
1360       goto exit;
1361    }
1362
1363    ret = mbedtls_x509_dn_gets(cert_opt.issuer_name,
1364       sizeof(cert_opt.issuer_name), &issuer_cert.subject);
1365    if (ret < 0)
1366    {
1367       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
1368       log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "mbedtls_x509_dn_gets failed: %s", err_buf);
1369       ret = -1;
1370       goto exit;
1371    }
1372
1373    /*
1374     * Loading keys from file or from buffer
1375     */
1376    if (key_buf != NULL && subject_key_len > 0)
1377    {
1378       /* Key was created in this function and is stored in buffer */
1379       ret = mbedtls_pk_parse_key(&loaded_subject_key, key_buf,
1380          (size_t)(subject_key_len + 1), (unsigned const char *)
1381          cert_opt.subject_pwd, strlen(cert_opt.subject_pwd));
1382    }
1383    else
1384    {
1385       /* Key wasn't created in this function, because it already existed */
1386       ret = mbedtls_pk_parse_keyfile(&loaded_subject_key,
1387          cert_opt.subject_key, cert_opt.subject_pwd);
1388    }
1389
1390    if (ret != 0)
1391    {
1392       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
1393       log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "Parsing subject key %s failed: %s",
1394          cert_opt.subject_key, err_buf);
1395       ret = -1;
1396       goto exit;
1397    }
1398
1399    ret = mbedtls_pk_parse_keyfile(&loaded_issuer_key, cert_opt.issuer_key,
1400       cert_opt.issuer_pwd);
1401    if (ret != 0)
1402    {
1403       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
1404       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
1405          "Parsing issuer key %s failed: %s", cert_opt.issuer_key, err_buf);
1406       ret = -1;
1407       goto exit;
1408    }
1409
1410    /*
1411     * Check if key and issuer certificate match
1412     */
1413    if (!mbedtls_pk_can_do(&issuer_cert.pk, MBEDTLS_PK_RSA) ||
1414       mbedtls_mpi_cmp_mpi(&mbedtls_pk_rsa(issuer_cert.pk)->N,
1415          &mbedtls_pk_rsa(*issuer_key)->N) != 0 ||
1416       mbedtls_mpi_cmp_mpi(&mbedtls_pk_rsa(issuer_cert.pk)->E,
1417          &mbedtls_pk_rsa(*issuer_key)->E) != 0)
1418    {
1419       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
1420          "Issuer key doesn't match issuer certificate");
1421       ret = -1;
1422       goto exit;
1423    }
1424
1425    mbedtls_x509write_crt_set_subject_key(&cert, subject_key);
1426    mbedtls_x509write_crt_set_issuer_key(&cert, issuer_key);
1427
1428    /*
1429     * Setting parameters of signed certificate
1430     */
1431    ret = mbedtls_x509write_crt_set_subject_name(&cert, cert_opt.subject_name);
1432    if (ret != 0)
1433    {
1434       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
1435       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
1436          "Setting subject name in signed certificate failed: %s", err_buf);
1437       ret = -1;
1438       goto exit;
1439    }
1440
1441    ret = mbedtls_x509write_crt_set_issuer_name(&cert, cert_opt.issuer_name);
1442    if (ret != 0)
1443    {
1444       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
1445       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
1446          "Setting issuer name in signed certificate failed: %s", err_buf);
1447       ret = -1;
1448       goto exit;
1449    }
1450
1451    ret = mbedtls_x509write_crt_set_serial(&cert, &serial);
1452    if (ret != 0)
1453    {
1454       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
1455       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
1456          "Setting serial number in signed certificate failed: %s", err_buf);
1457       ret = -1;
1458       goto exit;
1459    }
1460
1461    ret = mbedtls_x509write_crt_set_validity(&cert, cert_opt.not_before,
1462       cert_opt.not_after);
1463    if (ret != 0)
1464    {
1465       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
1466       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
1467          "Setting validity in signed certificate failed: %s", err_buf);
1468       ret = -1;
1469       goto exit;
1470    }
1471
1472    /*
1473     * Setting the basicConstraints extension for certificate
1474     */
1475    ret = mbedtls_x509write_crt_set_basic_constraints(&cert, cert_opt.is_ca,
1476       cert_opt.max_pathlen);
1477    if (ret != 0)
1478    {
1479       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
1480       log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "Setting the basicConstraints extension "
1481          "in signed certificate failed: %s", err_buf);
1482       ret = -1;
1483       goto exit;
1484    }
1485
1486 #if defined(MBEDTLS_SHA1_C)
1487    /* Setting the subjectKeyIdentifier extension for certificate */
1488    ret = mbedtls_x509write_crt_set_subject_key_identifier(&cert);
1489    if (ret != 0)
1490    {
1491       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
1492       log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "mbedtls_x509write_crt_set_subject_key_"
1493          "identifier failed: %s", err_buf);
1494       ret = -1;
1495       goto exit;
1496    }
1497
1498    /* Setting the authorityKeyIdentifier extension for certificate */
1499    ret = mbedtls_x509write_crt_set_authority_key_identifier(&cert);
1500    if (ret != 0)
1501    {
1502       mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
1503       log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "mbedtls_x509write_crt_set_authority_key_"
1504          "identifier failed: %s", err_buf);
1505       ret = -1;
1506       goto exit;
1507    }
1508 #endif /* MBEDTLS_SHA1_C */
1509
1510    /*
1511     * Writing certificate into file
1512     */
1513    ret = write_certificate(&cert, cert_opt.output_file,
1514       mbedtls_ctr_drbg_random, &ctr_drbg);
1515    if (ret < 0)
1516    {
1517       log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "Writing certificate into file failed");
1518       goto exit;
1519    }
1520
1521 exit:
1522    /*
1523     * Freeing used structures
1524     */
1525    mbedtls_x509write_crt_free(&cert);
1526    mbedtls_pk_free(&loaded_subject_key);
1527    mbedtls_pk_free(&loaded_issuer_key);
1528    mbedtls_mpi_free(&serial);
1529    mbedtls_x509_crt_free(&issuer_cert);
1530
1531    freez(cert_opt.subject_key);
1532    freez(cert_opt.output_file);
1533    freez(key_buf);
1534
1535    return ret;
1536 }
1537
1538
1539 /*********************************************************************
1540  *
1541  * Function    :  make_certs_path
1542  *
1543  * Description : Creates path to file from three pieces. This fuction
1544  *               takes parameters and puts them in one new mallocated
1545  *               char * in correct order. Returned variable must be freed
1546  *               by caller. This function is mainly used for creating
1547  *               paths of certificates and keys files.
1548  *
1549  * Parameters  :
1550  *          1  :  conf_dir  = Name/path of directory where is the file.
1551  *                            '.' can be used for current directory.
1552  *          2  :  file_name = Name of file in conf_dir without suffix.
1553  *          3  :  suffix    = Suffix of given file_name.
1554  *
1555  * Returns     :  path => Path was built up successfully
1556  *                NULL => Path can't be built up
1557  *
1558  *********************************************************************/
1559 static char *make_certs_path(const char *conf_dir, const char *file_name,
1560    const char *suffix)
1561 {
1562    /* Test if all given parameters are valid */
1563    if (conf_dir == NULL || *conf_dir == '\0' || file_name == NULL ||
1564       *file_name == '\0' || suffix == NULL || *suffix == '\0')
1565    {
1566       log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
1567          "make_certs_path failed: bad input parameters");
1568       return NULL;
1569    }
1570
1571    char *path = NULL;
1572    size_t path_size = strlen(conf_dir)
1573       + strlen(file_name) + strlen(suffix) + 2;
1574
1575    /* Setting delimiter and editing path length */
1576 #if defined(_WIN32) || defined(__OS2__)
1577    char delim[] = "\\";
1578    path_size += 1;
1579 #else /* ifndef _WIN32 || __OS2__ */
1580    char delim[] = "/";
1581 #endif /* ifndef _WIN32 || __OS2__ */
1582
1583    /*
1584     * Building up path from many parts
1585     */
1586 #if defined(unix)
1587    if (*conf_dir != '/' && basedir && *basedir)
1588    {
1589       /*
1590        * Replacing conf_dir with basedir. This new variable contains
1591        * absolute path to cwd.
1592        */
1593       path_size += strlen(basedir) + 2;
1594       path = zalloc_or_die(path_size);
1595
1596       strlcpy(path, basedir,   path_size);
1597       strlcat(path, delim,     path_size);
1598       strlcat(path, conf_dir,  path_size);
1599       strlcat(path, delim,     path_size);
1600       strlcat(path, file_name, path_size);
1601       strlcat(path, suffix,    path_size);
1602    }
1603    else
1604 #endif /* defined unix */
1605    {
1606       path = zalloc_or_die(path_size);
1607
1608       strlcpy(path, conf_dir,  path_size);
1609       strlcat(path, delim,     path_size);
1610       strlcat(path, file_name, path_size);
1611       strlcat(path, suffix,    path_size);
1612    }
1613
1614    return path;
1615 }
1616
1617
1618 /*********************************************************************
1619  *
1620  * Function    :  get_certificate_mutex_id
1621  *
1622  * Description :  Computes mutex id from host name hash. This hash must
1623  *                be already saved in csp structure
1624  *
1625  * Parameters  :
1626  *          1  :  csp = Current client state (buffers, headers, etc...)
1627  *
1628  * Returns     :  Mutex id for given host name
1629  *
1630  *********************************************************************/
1631 static unsigned int get_certificate_mutex_id(struct client_state *csp) {
1632 #ifdef LIMIT_MUTEX_NUMBER
1633    return (unsigned int)(csp->http->hash_of_host[0] % 32);
1634 #else
1635    return (unsigned int)(csp->http->hash_of_host[1]
1636       + 256 * (int)csp->http->hash_of_host[0]);
1637 #endif /* LIMIT_MUTEX_NUMBER */
1638 }
1639
1640
1641 /*********************************************************************
1642  *
1643  * Function    :  get_certificate_serial
1644  *
1645  * Description :  Computes serial number for new certificate from host
1646  *                name hash. This hash must be already saved in csp
1647  *                structure.
1648  *
1649  * Parameters  :
1650  *          1  :  csp = Current client state (buffers, headers, etc...)
1651  *
1652  * Returns     :  Serial number for new certificate
1653  *
1654  *********************************************************************/
1655 static unsigned long  get_certificate_serial(struct client_state *csp) {
1656    unsigned long exp    = 1;
1657    unsigned long serial = 0;
1658
1659    int i = CERT_SERIAL_NUM_LENGTH;
1660    /* Length of hash is 16 bytes, we must avoid to read next chars */
1661    if (i > 16)
1662    {
1663       i = 16;
1664    }
1665    if (i < 2)
1666    {
1667       i = 2;
1668    }
1669
1670    for (; i >= 0; i--)
1671    {
1672       serial += exp * (unsigned)csp->http->hash_of_host[i];
1673       exp *= 256;
1674    }
1675    return serial;
1676 }
1677
1678
1679 /*********************************************************************
1680  *
1681  * Function    :  ssl_send_certificate_error
1682  *
1683  * Description :  Sends info about invalid server certificate to client.
1684  *                Sent message is including all trusted chain certificates,
1685  *                that can be downloaded in web browser.
1686  *
1687  * Parameters  :
1688  *          1  :  csp = Current client state (buffers, headers, etc...)
1689  *
1690  * Returns     :  N/A
1691  *
1692  *********************************************************************/
1693 extern void ssl_send_certificate_error(struct client_state *csp)
1694 {
1695    size_t message_len = 0;
1696    int ret = 0;
1697    struct certs_chain *cert = NULL;
1698
1699    /* Header of message with certificate informations */
1700    const char message_begin[] =
1701       "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
1702       "Content-Type: text/html\r\n"
1703       "Connection: close\r\n\r\n"
1704       "<html><body><h1>Invalid server certificate</h1><p>Reason: ";
1705    const char message_end[] = "</body></html>\r\n\r\n";
1706    char reason[INVALID_CERT_INFO_BUF_SIZE];
1707    memset(reason, 0, sizeof(reason));
1708
1709    /* Get verification message from verification return code */
1710    mbedtls_x509_crt_verify_info(reason, sizeof(reason), " ",
1711       csp->server_cert_verification_result);
1712
1713    /*
1714     * Computing total length of message with all certificates inside
1715     */
1716    message_len = strlen(message_begin) + strlen(message_end)
1717                  + strlen(reason) + strlen("</p>") + 1;
1718
1719    cert = &(csp->server_certs_chain);
1720    while (cert->next != NULL)
1721    {
1722       size_t base64_len = 4 * ((strlen(cert->file_buf) + 2) / 3) + 1;
1723
1724       message_len += strlen(cert->text_buf) + strlen("<pre></pre>\n")
1725                      +  base64_len + strlen("<a href=\"data:application"
1726                         "/x-x509-ca-cert;base64,\">Download certificate</a>");
1727       cert = cert->next;
1728    }
1729
1730    /*
1731     * Joining all blocks in one long message
1732     */
1733    char message[message_len];
1734    memset(message, 0, message_len);
1735
1736    strlcpy(message, message_begin, message_len);
1737    strlcat(message, reason       , message_len);
1738    strlcat(message, "</p>"       , message_len);
1739
1740    cert = &(csp->server_certs_chain);
1741    while (cert->next != NULL)
1742    {
1743       size_t olen = 0;
1744       size_t base64_len = 4 * ((strlen(cert->file_buf) + 2) / 3) + 1; /* +1 for terminating null*/
1745       char base64_buf[base64_len];
1746       memset(base64_buf, 0, base64_len);
1747
1748       /* Encoding certificate into base64 code */
1749       ret = mbedtls_base64_encode((unsigned char*)base64_buf,
1750                base64_len, &olen, (const unsigned char*)cert->file_buf,
1751                strlen(cert->file_buf));
1752       if (ret != 0)
1753       {
1754          log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
1755             "Encoding to base64 failed, buffer is to small");
1756       }
1757
1758       strlcat(message, "<pre>",        message_len);
1759       strlcat(message, cert->text_buf, message_len);
1760       strlcat(message, "</pre>\n",     message_len);
1761
1762       if (ret == 0)
1763       {
1764          strlcat(message, "<a href=\"data:application/x-x509-ca-cert;base64,",
1765             message_len);
1766          strlcat(message, base64_buf, message_len);
1767          strlcat(message, "\">Download certificate</a>", message_len);
1768       }
1769
1770       cert = cert->next;
1771    }
1772    strlcat(message, message_end, message_len);
1773
1774    /*
1775     * Sending final message to client
1776     */
1777    ssl_send_data(&(csp->mbedtls_client_attr.ssl),
1778       (const unsigned char *)message, strlen(message));
1779    /*
1780     * Waiting before closing connection. Some browsers don't show received
1781     * message if there isn't this delay.
1782     */
1783    sleep(1);
1784
1785    free_certificate_chain(csp);
1786 }
1787
1788
1789 /*********************************************************************
1790  *
1791  * Function    :  ssl_verify_callback
1792  *
1793  * Description :  This is a callback function for certificate verification.
1794  *                It's called for all certificates in server certificate
1795  *                trusted chain and it's preparing information about this
1796  *                certificates. Prepared informations can be used to inform
1797  *                user about invalid certificates.
1798  *
1799  * Parameters  :
1800  *          1  :  csp_void = Current client state (buffers, headers, etc...)
1801  *          2  :  crt   = certificate from trusted chain
1802  *          3  :  depth = depth in trusted chain
1803  *          4  :  flags = certificate flags
1804  *
1805  * Returns     :  0 on success and negative value on error
1806  *
1807  *********************************************************************/
1808 static int ssl_verify_callback(void *csp_void, mbedtls_x509_crt *crt,
1809    int depth, uint32_t *flags)
1810 {
1811    struct client_state *csp  = (struct client_state *)csp_void;
1812    struct certs_chain  *last = &(csp->server_certs_chain);
1813    size_t olen = 0;
1814    int ret = 0;
1815
1816    /*
1817     * Searching for last item in certificates linked list
1818     */
1819    while (last->next != NULL)
1820    {
1821       last = last->next;
1822    }
1823
1824    /*
1825     * Preparing next item in linked list for next certificate
1826     */
1827    last->next = malloc_or_die(sizeof(struct certs_chain));
1828    last->next->next = NULL;
1829    memset(last->next->text_buf, 0, sizeof(last->next->text_buf));
1830    memset(last->next->file_buf, 0, sizeof(last->next->file_buf));
1831
1832    /*
1833     * Saving certificate file into buffer
1834     */
1835    if ((ret = mbedtls_pem_write_buffer(PEM_BEGIN_CRT, PEM_END_CRT,
1836       crt->raw.p, crt->raw.len, (unsigned char *)last->file_buf,
1837       sizeof(last->file_buf)-1, &olen)) != 0)
1838    {
1839       return(ret);
1840    }
1841
1842    /*
1843     * Saving certificate information into buffer
1844     */
1845    mbedtls_x509_crt_info(last->text_buf, sizeof(last->text_buf) - 1,
1846       CERT_INFO_PREFIX, crt);
1847
1848    return 0;
1849 }
1850
1851
1852 /*********************************************************************
1853  *
1854  * Function    :  free_certificate_chain
1855  *
1856  * Description :  Frees certificates linked list. This linked list is
1857  *                used to save informations about certificates in
1858  *                trusted chain.
1859  *
1860  * Parameters  :
1861  *          1  :  csp = Current client state (buffers, headers, etc...)
1862  *
1863  * Returns     :  N/A
1864  *
1865  *********************************************************************/
1866 static void free_certificate_chain(struct client_state *csp)
1867 {
1868    struct certs_chain *cert = csp->server_certs_chain.next;
1869
1870    /* Cleaning buffers */
1871    memset(csp->server_certs_chain.text_buf, 0,
1872       sizeof(csp->server_certs_chain.text_buf));
1873    memset(csp->server_certs_chain.file_buf, 0,
1874       sizeof(csp->server_certs_chain.file_buf));
1875    csp->server_certs_chain.next = NULL;
1876
1877    /* Freeing memory in whole linked list */
1878    if (cert != NULL)
1879    {
1880       do
1881       {
1882          struct certs_chain *cert_for_free = cert;
1883          cert = cert->next;
1884          freez(cert_for_free);
1885       } while (cert != NULL);
1886    }
1887 }
1888
1889
1890 /*********************************************************************
1891  *
1892  * Function    :  file_exists
1893  *
1894  * Description :  Tests if file exists and is readable.
1895  *
1896  * Parameters  :
1897  *          1  :  path = Path to tested file.
1898  *
1899  * Returns     :  1 => File exists and is readable.
1900  *                0 => File doesn't exist or is not readable.
1901  *
1902  *********************************************************************/
1903 static int file_exists(const char *path)
1904 {
1905    FILE *f;
1906    if ((f = fopen(path, "r")) != NULL)
1907    {
1908       fclose(f);
1909       return 1;
1910    }
1911
1912    return 0;
1913 }
1914
1915
1916 /*********************************************************************
1917  *
1918  * Function    :  host_to_hash
1919  *
1920  * Description :  Creates MD5 hash from host name. Host name is loaded
1921  *                from structure csp and saved again into it.
1922  *
1923  * Parameters  :
1924  *          1  :  csp = Current client state (buffers, headers, etc...)
1925  *
1926  * Returns     :  1 => Error while creating hash
1927  *                0 => Hash created successfully
1928  *
1929  *********************************************************************/
1930 static int host_to_hash(struct client_state *csp)
1931 {
1932    int ret = 0;
1933
1934 #if !defined(MBEDTLS_MD5_C)
1935    log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "MBEDTLS_MD5_C is not defined. Can't create"
1936       "MD5 hash for certificate and key name.");
1937    return -1;
1938 #else
1939    memset(csp->http->hash_of_host, 0, sizeof(csp->http->hash_of_host));
1940    mbedtls_md5((unsigned char *)csp->http->host, strlen(csp->http->host),
1941       csp->http->hash_of_host);
1942
1943    /* Converting hash into string with hex */
1944    size_t i = 0;
1945    for (; i < 16; i++)
1946    {
1947       if ((ret = sprintf((char *)csp->http->hash_of_host_hex + 2 * i, "%02x",
1948          csp->http->hash_of_host[i])) < 0)
1949       {
1950          log_error(LOG_LEVEL_ERROR, "Sprintf return value: %d", ret);
1951          return -1;
1952       }
1953    }
1954
1955    return 0;
1956 #endif /* MBEDTLS_MD5_C */
1957 }
1958
1959
1960 /*********************************************************************
1961  *
1962  * Function    :  tunnel_established_successfully
1963  *
1964  * Description :  Check if parent proxy server response contains
1965  *                informations about successfully created connection with
1966  *                destination server. (HTTP/... 2xx ...)
1967  *
1968  * Parameters  :
1969  *          1  :  server_response = Buffer with parent proxy server response
1970  *          2  :  response_len = Length of server_response
1971  *
1972  * Returns     :  1 => Connection created successfully
1973  *                0 => Connection wasn't created successfully
1974  *
1975  *********************************************************************/
1976 extern int tunnel_established_successfully(const char *server_response,
1977    unsigned int response_len)
1978 {
1979    unsigned int pos = 0;
1980
1981    if (server_response == NULL)
1982    {
1983       return 0;
1984    }
1985
1986    /* Tests if "HTTP/" string is at the begin of received response */
1987    if (strncmp(server_response, "HTTP/", 5) != 0)
1988    {
1989       return 0;
1990    }
1991
1992    for (pos = 0; pos < response_len; pos++)
1993    {
1994       if (server_response[pos] == ' ')
1995       {
1996          break;
1997       }
1998    }
1999
2000    /*
2001     * response_len -3 because of buffer end, response structure and 200 code.
2002     * There must be at least 3 chars after space.
2003     * End of buffer: ... 2xx'\0'
2004     *             pos = |
2005     */
2006    if (pos >= (response_len - 3))
2007    {
2008       return 0;
2009    }
2010
2011    /* Test HTTP status code */
2012    if (server_response[pos + 1] != '2')
2013    {
2014       return 0;
2015    }
2016
2017    return 1;
2018 }
2019
2020
2021 /*********************************************************************
2022  *
2023  * Function    :  seed_rng
2024  *
2025  * Description :  Seeding the RNG for all SSL uses
2026  *
2027  * Parameters  :
2028  *          1  :  csp = Current client state (buffers, headers, etc...)
2029  *
2030  * Returns     : -1 => RNG wasn't seed successfully
2031  *                0 => RNG is seeded successfully
2032  *
2033  *********************************************************************/
2034 static int seed_rng(struct client_state *csp)
2035 {
2036    int ret = 0;
2037    char err_buf[ERROR_BUF_SIZE];
2038
2039    if (rng_seeded == 0)
2040    {
2041       privoxy_mutex_lock(&rng_mutex);
2042       if (rng_seeded == 0)
2043       {
2044          mbedtls_ctr_drbg_init(&ctr_drbg);
2045          mbedtls_entropy_init(&entropy);
2046          ret = mbedtls_ctr_drbg_seed(&ctr_drbg, mbedtls_entropy_func,
2047             &entropy, NULL, 0);
2048          if (ret != 0)
2049          {
2050             mbedtls_strerror(ret, err_buf, sizeof(err_buf));
2051             log_error(LOG_LEVEL_ERROR,
2052                "mbedtls_ctr_drbg_seed failed: %s", err_buf);
2053             privoxy_mutex_unlock(&rng_mutex);
2054             return -1;
2055          }
2056          rng_seeded = 1;
2057       }
2058       privoxy_mutex_unlock(&rng_mutex);
2059    }
2060    return 0;
2061 }