]> ruderich.org/simon Gitweb - tlsproxy/tlsproxy.git/blob - src/tlsproxy.c
README: Stderr is now used for logging.
[tlsproxy/tlsproxy.git] / src / tlsproxy.c
1 /*
2  * tlsproxy is a TLS proxy for HTTPS which intercepts the connections and
3  * ensures the server certificate doesn't change. Normally this isn't detected
4  * if a trusted CA for the new server certificate is installed.
5  *
6  * Copyright (C) 2011-2013  Simon Ruderich
7  *
8  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
10  * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
11  * (at your option) any later version.
12  *
13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16  * GNU General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
19  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
20  */
21
22 #include "tlsproxy.h"
23 #include "sem.h"
24 #include "connection.h"
25
26 #include <arpa/inet.h>
27 #include <errno.h>
28 #include <pthread.h>
29 #include <signal.h>
30 #include <sys/socket.h>
31 #include <sys/stat.h>
32 #include <sys/types.h>
33 #include <unistd.h>
34
35 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER <= 0x020b00
36 /* Necessary for GnuTLS when used with threads. */
37 #include <gcrypt.h>
38 GCRY_THREAD_OPTION_PTHREAD_IMPL;
39 #endif
40
41
42 /* Size of ringbuffer. */
43 #define RINGBUFFER_SIZE 10
44
45 /* Bit size of Diffie-Hellman key exchange parameters. */
46 #define DH_SIZE 1024
47
48
49 /* For gnutls_*() functions. */
50 #define GNUTLS_ERROR_EXIT(error, message) \
51     if (error != GNUTLS_E_SUCCESS) { \
52         fprintf(stderr, "%s: %s\n", message, gnutls_strerror(error)); \
53         exit(EXIT_FAILURE); \
54     }
55
56
57 /* Server should shut down. Set by SIGINT handler. */
58 static volatile int done; /* = 0 */
59
60 /* Number of threads. */
61 static size_t thread_count;
62
63 /* Synchronized ring buffer storing accept()ed client sockets. */
64 static int ringbuffer[RINGBUFFER_SIZE];
65 static int ringbuffer_read;
66 static int ringbuffer_write;
67 static SEM *ringbuffer_full; /* At least one element in the buffer? */
68 static SEM *ringbuffer_free; /* Space for another element in the buffer? */
69 static SEM *ringbuffer_lock; /* Read lock. */
70
71
72 #ifdef DEBUG
73 static void sigint_handler(int signal);
74 #endif
75
76 static void parse_arguments(int argc, char **argv);
77 static void print_usage(const char *argv);
78 static char *slurp_file(const char *path);
79
80 static void initialize_gnutls(void);
81 static void deinitialize_gnutls(void);
82
83 static void *worker_thread(void *unused);
84
85
86 int main(int argc, char **argv) {
87     int port;
88     int client_socket, server_socket;
89 #ifdef USE_IPV4_ONLY
90     struct sockaddr_in server_in;
91 #else
92     struct sockaddr_in6 server_in;
93 #endif
94
95     size_t i;
96     pthread_t *threads;
97
98     struct sigaction action;
99
100     /* Required in a few places. */
101     ct_assert(sizeof(size_t) >= sizeof(int));
102     ct_assert(sizeof(size_t) >= sizeof(ssize_t));
103
104     parse_arguments(argc, argv);
105
106     port = atoi(argv[argc - 1]);
107     if (port <= 0 || port > 0xffff ) {
108         fprintf(stderr, "invalid port: '%s'\n", argv[argc - 1]);
109         return EXIT_FAILURE;
110     }
111
112     memset(&action, 0, sizeof(action));
113     sigemptyset(&action.sa_mask);
114 #ifdef DEBUG
115     /* Setup our SIGINT signal handler which allows a "normal" termination of
116      * the server in DEBUG mode. */
117     action.sa_handler = sigint_handler;
118     sigaction(SIGINT, &action, NULL);
119 #endif
120     /* Ignore SIGPIPEs. */
121     action.sa_handler = SIG_IGN;
122     sigaction(SIGPIPE, &action, NULL);
123
124     /* Initialize ring buffer. */
125     ringbuffer_read  = 0;
126     ringbuffer_write = 0;
127     ringbuffer_full  = sem_init(0);
128     ringbuffer_free  = sem_init(RINGBUFFER_SIZE);
129     ringbuffer_lock  = sem_init(1);
130     if (NULL == ringbuffer_full
131             || NULL == ringbuffer_free
132             || NULL == ringbuffer_lock) {
133         perror("sem_init()");
134         return EXIT_FAILURE;
135     }
136
137     initialize_gnutls();
138
139     /* Spawn worker threads to handle requests. */
140     threads = malloc(thread_count * sizeof(*threads));
141     if (threads == NULL) {
142         perror("thread malloc failed");
143         return EXIT_FAILURE;
144     }
145     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
146         errno = pthread_create(threads + i, NULL, &worker_thread, NULL);
147         if (errno != 0) {
148             perror("failed to create worker thread");
149             return EXIT_FAILURE;
150         }
151     }
152
153 #ifdef USE_IPV4_ONLY
154     server_socket = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
155 #else
156     server_socket = socket(PF_INET6, SOCK_STREAM, 0);
157 #endif
158     if (server_socket < 0) {
159         perror("socket()");
160         return EXIT_FAILURE;
161     }
162
163     /* Fast rebinding for debug mode, could cause invalid packets. */
164     if (global_log_level >= LOG_DEBUG1_LEVEL) {
165         int socket_option = 1;
166         setsockopt(server_socket, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
167                    &socket_option, sizeof(socket_option));
168     }
169
170     /* Bind to the listen socket. */
171     memset(&server_in, 0, sizeof(server_in));
172 #ifdef USE_IPV4_ONLY
173     server_in.sin_family      = AF_INET;               /* IPv4 only */
174     server_in.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);     /* bind to any address */
175     server_in.sin_port        = htons((uint16_t)port); /* port to bind to */
176 #else
177     server_in.sin6_family = AF_INET6;              /* IPv6 (and IPv4) */
178     server_in.sin6_addr   = in6addr_any;           /* bind to any address */
179     server_in.sin6_port   = htons((uint16_t)port); /* port to bind to */
180 #endif
181     if (bind(server_socket, (struct sockaddr *)&server_in,
182                             sizeof(server_in)) != 0) {
183         perror("bind()");
184         return EXIT_FAILURE;
185     }
186     /* And accept connections. */
187     if (listen(server_socket, 5) != 0) {
188         perror("listen()");
189         return EXIT_FAILURE;
190     }
191
192     if (global_log_level >= LOG_DEBUG1_LEVEL) {
193         printf("tlsproxy %s\n", VERSION);
194         printf("Listening for connections on port %d.\n", port);
195
196         if (global_proxy_host != NULL && global_proxy_port != NULL) {
197             printf("Using proxy: %s:%s.\n", global_proxy_host,
198                                             global_proxy_port);
199         }
200     }
201
202     while (!done) {
203         /* Accept new connection. */
204         client_socket = accept(server_socket, NULL, NULL);
205         if (client_socket < 0) {
206             perror("accept()");
207             break;
208         }
209
210         /* No lock necessary, we only have one producer! */
211         P(ringbuffer_free);
212         ringbuffer[ringbuffer_write] = client_socket;
213         ringbuffer_write = (ringbuffer_write + 1) % RINGBUFFER_SIZE;
214         V(ringbuffer_full);
215     }
216
217     close(server_socket);
218
219     /* Poison all threads and shut them down. */
220     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
221         P(ringbuffer_free);
222         ringbuffer[ringbuffer_write] = -1; /* poison */
223         ringbuffer_write = (ringbuffer_write + 1) % RINGBUFFER_SIZE;
224         V(ringbuffer_full);
225     }
226     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
227         errno = pthread_join(threads[i], NULL);
228         if (errno != 0) {
229             perror("pthread_join()");
230         }
231     }
232
233     sem_del(ringbuffer_full);
234     sem_del(ringbuffer_free);
235     sem_del(ringbuffer_lock);
236
237     free(threads);
238
239     deinitialize_gnutls();
240
241     free(global_proxy_host);
242     free(global_proxy_port);
243
244     return EXIT_FAILURE;
245 }
246
247 #ifdef DEBUG
248 static void sigint_handler(int signal_number) {
249     (void)signal_number;
250
251     done = 1;
252 }
253 #endif
254
255 static void parse_arguments(int argc, char **argv) {
256     int option;
257
258     /* Default values. */
259     thread_count = 10;
260 #ifdef DEBUG
261     global_log_level = LOG_DEBUG1_LEVEL;
262 #else
263     global_log_level = LOG_WARNING_LEVEL;
264 #endif
265     global_passthrough_unknown = 0;
266
267     while ((option = getopt(argc, argv, "a:d:p:t:uh?")) != -1) {
268         switch (option) {
269             case 'a': {
270                 http_digest_authorization = slurp_file(optarg);
271                 if (http_digest_authorization == NULL) {
272                     fprintf(stderr, "failed to open authorization file '%s': ",
273                                     optarg);
274                     perror("");
275                     exit(EXIT_FAILURE);
276                 } else if (strlen(http_digest_authorization) == 0) {
277                     fprintf(stderr, "empty authorization file '%s'\n",
278                                     optarg);
279                     exit(EXIT_FAILURE);
280                 }
281
282                 /* Just in case the file has a trailing newline. */
283                 strtok(http_digest_authorization, "\r\n");
284
285                 break;
286             }
287             case 'd': {
288                 global_log_level = atoi(optarg);
289                 if (global_log_level < 0) {
290                     fprintf(stderr, "-d positive number required: '%s'\n",
291                                     optarg);
292                     exit(EXIT_FAILURE);
293                 }
294                 break;
295             }
296             case 'p': {
297                 char *position;
298
299                 /* -p must have the format host:port. */
300                 if ((position = strchr(optarg, ':')) == NULL
301                         || optarg == position
302                         || strlen(position + 1) == 0
303                         || atoi(position + 1) <= 0
304                         || atoi(position + 1) > 0xffff) {
305                     fprintf(stderr, "invalid -p: '%s', format host:port\n",
306                                     optarg);
307                     exit(EXIT_FAILURE);
308                 }
309
310                 global_proxy_host = malloc((size_t)(position - optarg) + 1);
311                 if (global_proxy_host == NULL) {
312                     perror("malloc()");
313                     exit(EXIT_FAILURE);
314                 }
315                 memcpy(global_proxy_host, optarg, (size_t)(position - optarg));
316                 global_proxy_host[position - optarg] = '\0';
317
318                 global_proxy_port = malloc(strlen(position + 1) + 1);
319                 if (global_proxy_port == NULL) {
320                     perror("malloc()");
321                     exit(EXIT_FAILURE);
322                 }
323                 strcpy(global_proxy_port, position + 1);
324
325                 break;
326             }
327             case 't': {
328                 if (atoi(optarg) <= 0) {
329                     fprintf(stderr, "-t positive number required: '%s'\n",
330                                     optarg);
331                     exit(EXIT_FAILURE);
332                 }
333                 thread_count = (size_t)atoi(optarg);
334                 break;
335             }
336             case 'u': {
337                 global_passthrough_unknown = 1;
338                 break;
339             }
340             case 'h':
341             default: /* '?' */
342                 print_usage(argv[0]);
343                 exit(EXIT_FAILURE);
344         }
345     }
346
347     if (optind >= argc) {
348         fprintf(stderr, "port missing\n");
349         exit(EXIT_FAILURE);
350     }
351 }
352 static void print_usage(const char *argv) {
353     fprintf(stderr, "tlsproxy %s, a certificate checking TLS proxy\n",
354                     VERSION);
355     fprintf(stderr, "Usage: %s [-a file] [-d level] [-p host:port] [-t count] [-u] port\n",
356                     argv);
357     fprintf(stderr, "\n");
358     fprintf(stderr, "-a digest authentication file [default: none]\n");
359     fprintf(stderr, "-d debug level: 0=errors only, 2=debug [default: 1]\n");
360     fprintf(stderr, "-p proxy hostname and port\n");
361     fprintf(stderr, "-t number of threads [default: 10]\n");
362     fprintf(stderr, "-u passthrough connection if no certificate is stored \
363 [default: error]\n");
364     fprintf(stderr, "   WARNING: might be a security problem!\n");
365 }
366
367 #if 0
368 static void log_function_gnutls(int level, const char *string) {
369     (void)level;
370     fprintf(stderr, "    => %s", string);
371 }
372 #endif
373
374 static void initialize_gnutls(void) {
375     int result;
376 /* Recent versions of GnuTLS automatically initialize the cryptography layer
377  * in gnutls_global_init(). */
378 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER <= 0x020b00
379     gcry_error_t error;
380
381     /* Thread safe setup. Must be called before gnutls_global_init(). */
382     error = gcry_control(GCRYCTL_SET_THREAD_CBS, &gcry_threads_pthread);
383     if (error != 0) {
384         fprintf(stderr, "gcry_control(): %s/%s\n", gcry_strsource(error),
385                                                    gcry_strerror(error));
386         exit(EXIT_FAILURE);
387     }
388     /* Prevent usage of blocking /dev/random. */
389     error = gcry_control(GCRYCTL_ENABLE_QUICK_RANDOM, 0);
390     if (error != 0) {
391         fprintf(stderr, "gcry_control(): %s/%s\n", gcry_strsource(error),
392                                                    gcry_strerror(error));
393         exit(EXIT_FAILURE);
394     }
395 #endif
396
397     /* Initialize GnuTLS. */
398     result = gnutls_global_init();
399     GNUTLS_ERROR_EXIT(result, "gnutls_global_init()");
400
401 #if 0
402     gnutls_global_set_log_level(10);
403     gnutls_global_set_log_function(log_function_gnutls);
404 #endif
405
406     /* Setup GnuTLS cipher suites. */
407     result = gnutls_priority_init(&global_tls_priority_cache, "NORMAL", NULL);
408     GNUTLS_ERROR_EXIT(result, "gnutls_priority_init()");
409
410     /* Generate Diffie-Hellman parameters. */
411     result = gnutls_dh_params_init(&global_tls_dh_params);
412     GNUTLS_ERROR_EXIT(result, "gnutls_dh_params_init()");
413     result = gnutls_dh_params_generate2(global_tls_dh_params, DH_SIZE);
414     GNUTLS_ERROR_EXIT(result, "gnutls_dh_params_generate2()");
415 }
416 static void deinitialize_gnutls(void) {
417     gnutls_dh_params_deinit(global_tls_dh_params);
418     gnutls_priority_deinit(global_tls_priority_cache);
419
420     gnutls_global_deinit();
421 }
422
423 static void *worker_thread(void *unused) {
424     int client_socket;
425
426     (void)unused;
427
428     for (;;) {
429         /* Get next element from ring buffer. */
430         P(ringbuffer_full);
431         P(ringbuffer_lock);
432         client_socket = ringbuffer[ringbuffer_read];
433         ringbuffer_read = (ringbuffer_read + 1) % RINGBUFFER_SIZE;
434         V(ringbuffer_lock);
435         V(ringbuffer_free);
436
437         /* Negative value indicates we should shut down our thread. */
438         if (client_socket < 0) {
439             break;
440         }
441
442         handle_connection(client_socket);
443     }
444
445     return NULL;
446 }
447
448 static char *slurp_file(const char *path) {
449     struct stat stat;
450     size_t size_read;
451     char *content = NULL;
452
453     FILE *file = fopen(path, "r");
454     if (file == NULL) {
455         return NULL;
456     }
457
458     ct_assert(sizeof(stat.st_size) <= sizeof(size_t));
459
460     if (fstat(fileno(file), &stat) != 0) {
461         goto out;
462     }
463     if (stat.st_size < 0) { /* just in case ... */
464         abort();
465     } else if ((size_t)stat.st_size >= SIZE_MAX - 1) {
466         errno = 0;
467         goto out;
468     }
469
470     content = malloc((size_t)stat.st_size + 1);
471     if (content == NULL) {
472         goto out;
473     }
474
475     errno = 0;
476     size_read = fread(content, 1, (size_t)stat.st_size, file);
477     if (size_read != (size_t)stat.st_size) {
478         free(content);
479         content = NULL;
480         goto out;
481     }
482     content[size_read] = '\0';
483
484 out:
485     fclose(file);
486
487     return content;
488 }