tlsproxy.c

   1 /*
   2  * tlsproxy is a transparent TLS proxy for HTTPS connections.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2011  Simon Ruderich
   5  *
   6  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18  */
  19
  20 #include <stdlib.h>
  21 #include <stdio.h>
  22 /* socket(), bind(), accept(), listen() */
  23 #include <sys/types.h>
  24 #include <sys/socket.h>
  25 /* close() */
  26 #include <unistd.h>
  27 /* htons() */
  28 #include <arpa/inet.h>
  29 /* getaddrinfo() */
  30 #include <netdb.h>
  31 /* strncmp() */
  32 #include <string.h>
  33 /* poll() */
  34 #include <poll.h>
  35
  36
  37 /* Maximum line of the request line. Longer request lines are aborted with an
  38  * error. The standard doesn't specify a maximum line length but this should
  39  * be a good limit to make processing simpler. */
  40 #define MAX_REQUEST_LINE 4096
  41
  42
  43 static void handle_connection(int socket);
  44 static int read_http_request(FILE *client_fd, char *request, size_t length);
  45 static void send_close_bad_request(FILE *client_fd);
  46 static void send_close_forwarding_failure(FILE *client_fd);
  47
  48 static void transfer_data(int client, int server);
  49 static int read_from_write_to(int from, int to);
  50
  51 static int connect_to_host(const char *hostname, const char *port);
  52
  53 static int parse_request(const char *buffer, char *host, char *port,
  54                                              int *version_minor);
  55
  56
  57 int main(int argc, char **argv) {
  58     int port;
  59     int client_socket, server_socket;
  60     struct sockaddr_in6 server_in;
  61
  62     if (2 != argc) {
  63         printf("Usage: %s port\n", argv[0]);
  64         return EXIT_FAILURE;
  65     }
  66
  67     port = atoi(argv[1]);
  68     if (0 >= port || 0xffff < port) {
  69         printf("Usage: %s port\n", argv[0]);
  70         printf("\n");
  71         printf("Invalid port: %s!\n", argv[1]);
  72         return EXIT_FAILURE;
  73     }
  74
  75     server_socket = socket(PF_INET6, SOCK_STREAM, 0);
  76     if (-1 == server_socket) {
  77         perror("socket()");
  78         return EXIT_FAILURE;
  79     }
  80
  81 #ifdef DEBUG
  82     /* Fast rebinding for debug mode, could cause invalid packets. */
  83     {
  84         int socket_option = 1;
  85         setsockopt(server_socket, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
  86                    &socket_option, sizeof(socket_option));
  87     }
  88 #endif
  89
  90     /* Bind to the listen socket. */
  91     memset(&server_in, 0, sizeof(server_in));
  92     server_in.sin6_family = AF_INET6;              /* IPv6 (and IPv4) */
  93     server_in.sin6_addr   = in6addr_any;           /* bind to any address */
  94     server_in.sin6_port   = htons((uint16_t)port); /* port to bind to */
  95     if (-1 == bind(server_socket, (struct sockaddr *)&server_in,
  96                                   sizeof(server_in))) {
  97         perror("bind()");
  98         return EXIT_FAILURE;
  99     }
 100     /* And accept connections. */
 101     if (-1 == listen(server_socket, 5)) {
 102         perror("listen()");
 103         return EXIT_FAILURE;
 104     }
 105
 106     for (;;) {
 107         /* Accept new connection. */
 108         client_socket = accept(server_socket, NULL, NULL);
 109         if (-1 == client_socket) {
 110             perror("accept()");
 111             return EXIT_FAILURE;
 112         }
 113
 114         handle_connection(client_socket);
 115     }
 116
 117     return EXIT_SUCCESS;
 118 }
 119
 120 static void handle_connection(int client_socket) {
 121     int server_socket;
 122     FILE *client_fd, *server_fd;
 123
 124     char buffer[MAX_REQUEST_LINE];
 125     char host[MAX_REQUEST_LINE];
 126     char port[5 + 1];
 127
 128     int version_minor;
 129     int result;
 130
 131     client_fd = fdopen(client_socket, "a+");
 132     if (NULL == client_fd) {
 133         perror("fdopen()");
 134         close(client_socket);
 135         return;
 136     }
 137
 138 #ifdef DEBUG
 139     printf("New connection:\n");
 140 #endif
 141
 142     /* Read request line (CONNECT ..) and headers (they are discarded). */
 143     result = read_http_request(client_fd, buffer, sizeof(buffer));
 144     if (result == -1) {
 145         /* Read error. */
 146         return;
 147     } else if (result == -2) {
 148         /* EOF */
 149         send_close_bad_request(client_fd);
 150         return;
 151     }
 152
 153 #ifdef DEBUG
 154     printf("  request: %s", buffer);
 155 #endif
 156
 157     if (0 != parse_request(buffer, host, port, &version_minor)) {
 158         send_close_bad_request(client_fd);
 159 #ifdef DEBUG
 160         printf("  bad request\n");
 161 #endif
 162         return;
 163     }
 164
 165 #ifdef DEBUG
 166     printf("  %s:%s (HTTP 1.%d)\n", host, port, version_minor);
 167 #endif
 168
 169     server_socket = connect_to_host(host, port);
 170     if (-1 == server_socket) {
 171         send_close_forwarding_failure(client_fd);
 172         return;
 173     }
 174     server_fd = fdopen(server_socket, "a+");
 175     if (NULL == server_fd) {
 176         send_close_forwarding_failure(client_fd);
 177         return;
 178     }
 179
 180     /* We've established a connection, tell the client. */
 181     fprintf(client_fd, "HTTP/1.0 200 Connection established\r\n");
 182     fprintf(client_fd, "\r\n");
 183     fflush(client_fd);
 184
 185     /* And transfer all data between client and server transparently. */
 186     transfer_data(client_socket, server_socket);
 187
 188     fclose(client_fd);
 189     fclose(server_fd);
 190 }
 191
 192 /* Read HTTP request line and headers (ignored).
 193  *
 194  * On success 0 is returned, -1 on client error (we close client descriptor in
 195  * this case), -2 on unexpected EOF.
 196  */
 197 static int read_http_request(FILE *client_fd, char *request, size_t length) {
 198     char buffer[MAX_REQUEST_LINE];
 199
 200     if (NULL == fgets(request, (int)length, client_fd)) {
 201         if (ferror(client_fd)) {
 202             perror("fgets(), request");
 203             fclose(client_fd);
 204             return -1;
 205         }
 206
 207         return -2;
 208     }
 209
 210     while (NULL != fgets(buffer, MAX_REQUEST_LINE, client_fd)) {
 211         /* End of header. */
 212         if (0 == strcmp(buffer, "\n") || 0 == strcmp(buffer, "\r\n")) {
 213             break;
 214         }
 215     }
 216     if (ferror(client_fd)) {
 217         perror("fgets(), header");
 218         fclose(client_fd);
 219         return -1;
 220     }
 221
 222     return 0;
 223 }
 224
 225 static void send_close_bad_request(FILE *client_fd) {
 226     fprintf(client_fd, "HTTP/1.0 400 Bad Request\r\n");
 227     fprintf(client_fd, "\r\n");
 228     fclose(client_fd);
 229 }
 230 static void send_close_forwarding_failure(FILE *client_fd) {
 231     fprintf(client_fd, "HTTP/1.0 503 Forwarding failure\r\n");
 232     fprintf(client_fd, "\r\n");
 233     fclose(client_fd);
 234 }
 235
 236
 237 /* Transfer data between client and server sockets until one closes the
 238  * connection. */
 239 static void transfer_data(int client, int server) {
 240     struct pollfd fds[2];
 241     fds[0].fd      = client;
 242     fds[0].events  = POLLIN | POLLPRI | POLLHUP | POLLERR;
 243     fds[0].revents = 0;
 244     fds[1].fd      = server;
 245     fds[1].events  = POLLIN | POLLPRI | POLLHUP | POLLERR;
 246     fds[1].revents = 0;
 247
 248     for (;;) {
 249         int result = poll(fds, 2, 0);
 250         if (result < 0) {
 251             perror("poll()");
 252             return;
 253         }
 254
 255         /* Data available from client. */
 256         if (fds[0].revents & POLLIN || fds[0].revents & POLLPRI) {
 257             if (0 != read_from_write_to(client, server)) {
 258                 /* EOF (or other error) */
 259                 break;
 260             }
 261         }
 262         /* Data available from server. */
 263         if (fds[1].revents & POLLIN || fds[1].revents & POLLPRI) {
 264             if (0 != read_from_write_to(server, client)) {
 265                 /* EOF (or other error) */
 266                 break;
 267             }
 268         }
 269
 270         /* Client closed connection. */
 271         if (fds[0].revents & POLLERR || fds[0].revents & POLLHUP) {
 272             break;
 273         }
 274         /* Server closed connection. */
 275         if (fds[1].revents & POLLERR || fds[1].revents & POLLHUP) {
 276             break;
 277         }
 278     }
 279 }
 280
 281 /* Read available data from socket from and write it to socket to. At maximum
 282  * 4096 bytes are read/written. */
 283 static int read_from_write_to(int from, int to) {
 284     ssize_t size_read;
 285     ssize_t size_written;
 286     char buffer[4096];
 287
 288     size_read = read(from, buffer, sizeof(buffer));
 289     if (0 > size_read) {
 290         perror("read()");
 291         return -1;
 292     }
 293     /* EOF */
 294     if (0 == size_read) {
 295         return -1;
 296     }
 297
 298     size_written = write(to, buffer, (size_t)size_read);
 299     if (0 > size_written) {
 300         perror("write()");
 301         return -1;
 302     }
 303     if (size_read != size_written) {
 304         printf("only written %ld of %ld bytes!\n", size_read, size_written);
 305         return -1;
 306     }
 307
 308     return 0;
 309 }
 310
 311
 312 static int connect_to_host(const char *hostname, const char *port) {
 313     struct addrinfo gai_hints;
 314     struct addrinfo *gai_result;
 315     int gai_return;
 316
 317     int server_socket;
 318     struct addrinfo *server;
 319
 320     if (NULL == hostname || NULL == port) {
 321         return -1;
 322     }
 323
 324     /* Get IP of hostname server. */
 325     memset(&gai_hints, 0, sizeof(gai_hints));
 326     gai_hints.ai_family   = AF_UNSPEC;
 327     gai_hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
 328     gai_hints.ai_protocol = 0;
 329     gai_hints.ai_flags    = AI_NUMERICSERV /* given port is numeric */
 330                           | AI_ADDRCONFIG  /* supported by this computer */
 331                           | AI_V4MAPPED;   /* support IPv4 through IPv6 */
 332     gai_return = getaddrinfo(hostname, port, &gai_hints, &gai_result);
 333     if (0 != gai_return) {
 334         perror("getaddrinfo()");
 335         return -1;
 336     }
 337
 338     /* Now try to connect to each server returned by getaddrinfo(), use the
 339      * first successful connect. */
 340     for (server = gai_result; NULL != server; server = server->ai_next) {
 341         server_socket = socket(server->ai_family,
 342                                server->ai_socktype,
 343                                server->ai_protocol);
 344         if (-1 == server_socket) {
 345             perror("socket(), trying next");
 346             continue;
 347         }
 348
 349         if (-1 != connect(server_socket, server->ai_addr,
 350                                          server->ai_addrlen)) {
 351             break;
 352         }
 353         perror("connect(), trying next");
 354
 355         close(server_socket);
 356     }
 357     /* Make sure we free the result from getaddrinfo(). */
 358     freeaddrinfo(gai_result);
 359
 360     if (NULL == server) {
 361         fprintf(stderr, "no server found, aborting\n");
 362         return -1;
 363     }
 364
 365     return server_socket;
 366 }
 367
 368
 369 /* Parse HTTP CONNECT request string and save its parameters.
 370  *
 371  * The following format is expected: "CONNECT host:port HTTP/1.y".
 372  *
 373  * request and host must have the same size! port must be at least 6 bytes
 374  * long (5 + '\0').
 375  */
 376 static int parse_request(const char *request, char *host, char *port,
 377                                               int *version_minor) {
 378     int port_unused; /* just used to verify the port is numeric */
 379     char *position;
 380
 381     /* scanf() doesn't check spaces. */
 382     if (0 != strncmp(request, "CONNECT ", 8)) {
 383         return -1;
 384     }
 385     /* Check request and extract data, "host:port" is not yet separated. */
 386     if (2 != sscanf(request, "CONNECT %s HTTP/1.%d",
 387                              host, version_minor)) {
 388         return -1;
 389     }
 390     /* Make sure ":port" is there. */
 391     if (NULL == (position = strchr(host, ':'))) {
 392         return -1;
 393     }
 394     /* Make sure port is numeric. */
 395     if (1 != sscanf(position + 1, "%d", &port_unused)) {
 396         return -1;
 397     }
 398     /* Store it in *port. */
 399     strncpy(port, position + 1, 5);
 400     port[5] = '\0';
 401     /* And remove port from host. */
 402     *position = '\0';
 403
 404     return 0;
 405 }