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 static void handle_connection(int socket);
  38 static void send_close_bad_request(FILE *client_fd);
  39 static void send_close_forwarding_failure(FILE *client_fd);
  40
  41 static void transfer_data(int client, int server);
  42 static int read_from_write_to(int from, int to);
  43
  44 static int connect_to_host(const char *hostname, const char *port);
  45
  46 static int parse_request(const char *buffer, char *host, char *port,
  47                                              int *version_minor);
  48
  49
  50 int main(int argc, char **argv) {
  51     int port;
  52     int client_socket, server_socket;
  53     struct sockaddr_in6 server_in;
  54
  55     if (2 != argc) {
  56         printf("Usage: %s port\n", argv[0]);
  57         return EXIT_FAILURE;
  58     }
  59
  60     port = atoi(argv[1]);
  61     if (0 >= port || 0xffff < port) {
  62         printf("Usage: %s port\n", argv[0]);
  63         printf("\n");
  64         printf("Invalid port: %s!\n", argv[1]);
  65         return EXIT_FAILURE;
  66     }
  67
  68     server_socket = socket(PF_INET6, SOCK_STREAM, 0);
  69     if (-1 == server_socket) {
  70         perror("socket()");
  71         return EXIT_FAILURE;
  72     }
  73
  74 #ifdef DEBUG
  75     /* Fast rebinding for debug mode, could cause invalid packets. */
  76     {
  77         int socket_option = 1;
  78         setsockopt(server_socket, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
  79                    &socket_option, sizeof(socket_option));
  80     }
  81 #endif
  82
  83     /* Bind to the listen socket. */
  84     memset(&server_in, 0, sizeof(server_in));
  85     server_in.sin6_family = AF_INET6;              /* IPv6 (and IPv4) */
  86     server_in.sin6_addr   = in6addr_any;           /* bind to any address */
  87     server_in.sin6_port   = htons((uint16_t)port); /* port to bind to */
  88     if (-1 == bind(server_socket, (struct sockaddr *)&server_in,
  89                                   sizeof(server_in))) {
  90         perror("bind()");
  91         return EXIT_FAILURE;
  92     }
  93     /* And accept connections. */
  94     if (-1 == listen(server_socket, 5)) {
  95         perror("listen()");
  96         return EXIT_FAILURE;
  97     }
  98
  99     for (;;) {
 100         /* Accept new connection. */
 101         client_socket = accept(server_socket, NULL, NULL);
 102         if (-1 == client_socket) {
 103             perror("accept()");
 104             return EXIT_FAILURE;
 105         }
 106
 107         handle_connection(client_socket);
 108     }
 109
 110     return EXIT_SUCCESS;
 111 }
 112
 113 static void handle_connection(int client_socket) {
 114     int server_socket;
 115     FILE *client_fd, *server_fd;
 116
 117     char buffer[4096];
 118     char host[4096];
 119     char port[5 + 1];
 120
 121     int version_minor;
 122
 123     client_fd = fdopen(client_socket, "a+");
 124     if (NULL == client_fd) {
 125         perror("fdopen()");
 126         close(client_socket);
 127         return;
 128     }
 129
 130 #ifdef DEBUG
 131     printf("New connection:\n");
 132 #endif
 133
 134     if (NULL == fgets(buffer, sizeof(buffer), client_fd)) {
 135         if (ferror(client_fd)) {
 136             perror("fgets(), request");
 137             fclose(client_fd);
 138             return;
 139         }
 140
 141         send_close_bad_request(client_fd);
 142         return;
 143     }
 144
 145 #ifdef DEBUG
 146     printf("  request: %s", buffer);
 147 #endif
 148
 149     if (0 != parse_request(buffer, host, port, &version_minor)) {
 150         send_close_bad_request(client_fd);
 151 #ifdef DEBUG
 152         printf("  bad request\n");
 153 #endif
 154         return;
 155     }
 156
 157     while (NULL != fgets(buffer, sizeof(buffer), client_fd)) {
 158         /* End of header. */
 159         if (0 == strcmp(buffer, "\n") || 0 == strcmp(buffer, "\r\n")) {
 160             break;
 161         }
 162     }
 163     if (ferror(client_fd)) {
 164         perror("fgets(), header");
 165         fclose(client_fd);
 166         return;
 167     }
 168
 169 #ifdef DEBUG
 170     printf("  %s:%s (HTTP 1.%d)\n", host, port, version_minor);
 171 #endif
 172
 173     server_socket = connect_to_host(host, port);
 174     if (-1 == server_socket) {
 175         send_close_forwarding_failure(client_fd);
 176         return;
 177     }
 178     server_fd = fdopen(server_socket, "a+");
 179     if (NULL == server_fd) {
 180         send_close_forwarding_failure(client_fd);
 181         return;
 182     }
 183
 184     /* We've established a connection, tell the client. */
 185     fprintf(client_fd, "HTTP/1.0 200 Connection established\r\n");
 186     fprintf(client_fd, "\r\n");
 187     fflush(client_fd);
 188
 189     /* And transfer all data between client and server transparently. */
 190     transfer_data(client_socket, server_socket);
 191
 192     fclose(client_fd);
 193     fclose(server_fd);
 194 }
 195
 196 static void send_close_bad_request(FILE *client_fd) {
 197     fprintf(client_fd, "HTTP/1.0 400 Bad Request\r\n");
 198     fprintf(client_fd, "\r\n");
 199     fclose(client_fd);
 200 }
 201 static void send_close_forwarding_failure(FILE *client_fd) {
 202     fprintf(client_fd, "HTTP/1.0 503 Forwarding failure\r\n");
 203     fprintf(client_fd, "\r\n");
 204     fclose(client_fd);
 205 }
 206
 207
 208 /* Transfer data between client and server sockets until one closes the
 209  * connection. */
 210 static void transfer_data(int client, int server) {
 211     struct pollfd fds[2];
 212     fds[0].fd      = client;
 213     fds[0].events  = POLLIN | POLLPRI | POLLHUP | POLLERR;
 214     fds[0].revents = 0;
 215     fds[1].fd      = server;
 216     fds[1].events  = POLLIN | POLLPRI | POLLHUP | POLLERR;
 217     fds[1].revents = 0;
 218
 219     for (;;) {
 220         int result = poll(fds, 2, 0);
 221         if (result < 0) {
 222             perror("poll()");
 223             return;
 224         }
 225
 226         /* Data available from client. */
 227         if (fds[0].revents & POLLIN || fds[0].revents & POLLPRI) {
 228             if (0 != read_from_write_to(client, server)) {
 229                 /* EOF (or other error) */
 230                 break;
 231             }
 232         }
 233         /* Data available from server. */
 234         if (fds[1].revents & POLLIN || fds[1].revents & POLLPRI) {
 235             if (0 != read_from_write_to(server, client)) {
 236                 /* EOF (or other error) */
 237                 break;
 238             }
 239         }
 240
 241         /* Client closed connection. */
 242         if (fds[0].revents & POLLERR || fds[0].revents & POLLHUP) {
 243             break;
 244         }
 245         /* Server closed connection. */
 246         if (fds[1].revents & POLLERR || fds[1].revents & POLLHUP) {
 247             break;
 248         }
 249     }
 250 }
 251
 252 /* Read available data from socket from and write it to socket to. At maximum
 253  * 4096 bytes are read/written. */
 254 static int read_from_write_to(int from, int to) {
 255     ssize_t size_read;
 256     ssize_t size_written;
 257     char buffer[4096];
 258
 259     size_read = read(from, buffer, sizeof(buffer));
 260     if (0 > size_read) {
 261         perror("read()");
 262         return -1;
 263     }
 264     /* EOF */
 265     if (0 == size_read) {
 266         return -1;
 267     }
 268
 269     size_written = write(to, buffer, (size_t)size_read);
 270     if (0 > size_written) {
 271         perror("write()");
 272         return -1;
 273     }
 274     if (size_read != size_written) {
 275         printf("only written %ld of %ld bytes!\n", size_read, size_written);
 276         return -1;
 277     }
 278
 279     return 0;
 280 }
 281
 282
 283 static int connect_to_host(const char *hostname, const char *port) {
 284     struct addrinfo gai_hints;
 285     struct addrinfo *gai_result;
 286     int gai_return;
 287
 288     int server_socket;
 289     struct addrinfo *server;
 290
 291     if (NULL == hostname || NULL == port) {
 292         return -1;
 293     }
 294
 295     /* Get IP of hostname server. */
 296     memset(&gai_hints, 0, sizeof(gai_hints));
 297     gai_hints.ai_family   = AF_UNSPEC;
 298     gai_hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
 299     gai_hints.ai_protocol = 0;
 300     gai_hints.ai_flags    = AI_NUMERICSERV /* given port is numeric */
 301                           | AI_ADDRCONFIG  /* supported by this computer */
 302                           | AI_V4MAPPED;   /* support IPv4 through IPv6 */
 303     gai_return = getaddrinfo(hostname, port, &gai_hints, &gai_result);
 304     if (0 != gai_return) {
 305         perror("getaddrinfo()");
 306         return -1;
 307     }
 308
 309     /* Now try to connect to each server returned by getaddrinfo(), use the
 310      * first successful connect. */
 311     for (server = gai_result; NULL != server; server = server->ai_next) {
 312         server_socket = socket(server->ai_family,
 313                                server->ai_socktype,
 314                                server->ai_protocol);
 315         if (-1 == server_socket) {
 316             perror("socket(), trying next");
 317             continue;
 318         }
 319
 320         if (-1 != connect(server_socket, server->ai_addr,
 321                                          server->ai_addrlen)) {
 322             break;
 323         }
 324         perror("connect(), trying next");
 325
 326         close(server_socket);
 327     }
 328     /* Make sure we free the result from getaddrinfo(). */
 329     freeaddrinfo(gai_result);
 330
 331     if (NULL == server) {
 332         fprintf(stderr, "no server found, aborting\n");
 333         return -1;
 334     }
 335
 336     return server_socket;
 337 }
 338
 339
 340 /* Parse HTTP CONNECT request string and save its parameters.
 341  *
 342  * The following format is expected: "CONNECT host:port HTTP/1.y".
 343  *
 344  * request and host must have the same size! port must be at least 6 bytes
 345  * long (5 + '\0').
 346  */
 347 static int parse_request(const char *request, char *host, char *port,
 348                                               int *version_minor) {
 349     int port_unused; /* just used to verify the port is numeric */
 350     char *position;
 351
 352     /* scanf() doesn't check spaces. */
 353     if (0 != strncmp(request, "CONNECT ", 8)) {
 354         return -1;
 355     }
 356     /* Check request and extract data, "host:port" is not yet separated. */
 357     if (2 != sscanf(request, "CONNECT %s HTTP/1.%d",
 358                              host, version_minor)) {
 359         return -1;
 360     }
 361     /* Make sure ":port" is there. */
 362     if (NULL == (position = strchr(host, ':'))) {
 363         return -1;
 364     }
 365     /* Make sure port is numeric. */
 366     if (1 != sscanf(position + 1, "%d", &port_unused)) {
 367         return -1;
 368     }
 369     /* Store it in *port. */
 370     strncpy(port, position + 1, 5);
 371     port[5] = '\0';
 372     /* And remove port from host. */
 373     *position = '\0';
 374
 375     return 0;
 376 }