]> ruderich.org/simon Gitweb - tlsproxy/tlsproxy.git/blob - tlsproxy.c
f7b9f27553a193b4cd8cfcb312af08a0c0c6ede8
[tlsproxy/tlsproxy.git] / 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
46 /* For gnutls_*() functions. */
47 #define GNUTLS_ERROR_EXIT(error, message) \
48     if (error != GNUTLS_E_SUCCESS) { \
49         fprintf(stderr, "%s: %s\n", message, gnutls_strerror(error)); \
50         exit(EXIT_FAILURE); \
51     }
52
53
54 /* Server should shut down. Set by SIGINT handler. */
55 static volatile int done; /* = 0 */
56
57 /* Number of threads. */
58 static size_t thread_count;
59
60 /* Synchronized ring buffer storing accept()ed client sockets. */
61 static int ringbuffer[RINGBUFFER_SIZE];
62 static int ringbuffer_read;
63 static int ringbuffer_write;
64 static SEM *ringbuffer_full; /* At least one element in the buffer? */
65 static SEM *ringbuffer_free; /* Space for another element in the buffer? */
66 static SEM *ringbuffer_lock; /* Read lock. */
67
68
69 #ifdef DEBUG
70 static void sigint_handler(int signal);
71 #endif
72
73 static void parse_arguments(int argc, char **argv);
74 static void print_usage(const char *argv);
75 static char *slurp_text_file(const char *path);
76
77 static void initialize_gnutls(void);
78 static void deinitialize_gnutls(void);
79
80 static void *worker_thread(void *unused);
81
82
83 int main(int argc, char **argv) {
84     int port;
85     int client_socket, server_socket;
86 #ifdef USE_IPV4_ONLY
87     struct sockaddr_in server_in;
88 #else
89     struct sockaddr_in6 server_in;
90 #endif
91
92     size_t i;
93     pthread_t *threads;
94
95     struct sigaction action;
96
97     /* Required in a few places. */
98     ct_assert(sizeof(size_t) >= sizeof(int));
99     ct_assert(sizeof(size_t) >= sizeof(ssize_t));
100
101     parse_arguments(argc, argv);
102
103     port = atoi(argv[argc - 1]);
104     if (port <= 0 || port > 0xffff ) {
105         fprintf(stderr, "invalid port: '%s'\n", argv[argc - 1]);
106         return EXIT_FAILURE;
107     }
108
109     memset(&action, 0, sizeof(action));
110     sigemptyset(&action.sa_mask);
111 #ifdef DEBUG
112     /* Setup our SIGINT signal handler which allows a "normal" termination of
113      * the server in DEBUG mode. */
114     action.sa_handler = sigint_handler;
115     sigaction(SIGINT, &action, NULL);
116 #endif
117     /* Ignore SIGPIPEs. */
118     action.sa_handler = SIG_IGN;
119     sigaction(SIGPIPE, &action, NULL);
120
121     /* Initialize ring buffer. */
122     ringbuffer_read  = 0;
123     ringbuffer_write = 0;
124     ringbuffer_full  = sem_init(0);
125     ringbuffer_free  = sem_init(RINGBUFFER_SIZE);
126     ringbuffer_lock  = sem_init(1);
127     if (NULL == ringbuffer_full
128             || NULL == ringbuffer_free
129             || NULL == ringbuffer_lock) {
130         perror("sem_init()");
131         return EXIT_FAILURE;
132     }
133
134     initialize_gnutls();
135
136     /* Spawn worker threads to handle requests. */
137     threads = malloc(thread_count * sizeof(*threads));
138     if (threads == NULL) {
139         perror("thread malloc failed");
140         return EXIT_FAILURE;
141     }
142     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
143         errno = pthread_create(threads + i, NULL, &worker_thread, NULL);
144         if (errno != 0) {
145             perror("failed to create worker thread");
146             return EXIT_FAILURE;
147         }
148     }
149
150 #ifdef USE_IPV4_ONLY
151     server_socket = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
152 #else
153     server_socket = socket(PF_INET6, SOCK_STREAM, 0);
154 #endif
155     if (server_socket < 0) {
156         perror("socket()");
157         return EXIT_FAILURE;
158     }
159
160     /* Fast rebinding for debug mode, could cause invalid packets. */
161     if (global_log_level >= LOG_DEBUG1_LEVEL) {
162         int socket_option = 1;
163         setsockopt(server_socket, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
164                    &socket_option, sizeof(socket_option));
165     }
166
167     /* Bind to the listen socket. */
168     memset(&server_in, 0, sizeof(server_in));
169 #ifdef USE_IPV4_ONLY
170     server_in.sin_family      = AF_INET;               /* IPv4 only */
171     server_in.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);     /* bind to any address */
172     server_in.sin_port        = htons((uint16_t)port); /* port to bind to */
173 #else
174     server_in.sin6_family = AF_INET6;              /* IPv6 (and IPv4) */
175     server_in.sin6_addr   = in6addr_any;           /* bind to any address */
176     server_in.sin6_port   = htons((uint16_t)port); /* port to bind to */
177 #endif
178     if (bind(server_socket, (struct sockaddr *)&server_in,
179                             sizeof(server_in)) != 0) {
180         perror("bind()");
181         return EXIT_FAILURE;
182     }
183     /* And accept connections. */
184     if (listen(server_socket, 5) != 0) {
185         perror("listen()");
186         return EXIT_FAILURE;
187     }
188
189     if (global_log_level >= LOG_DEBUG1_LEVEL) {
190         printf("tlsproxy %s\n", VERSION);
191         printf("Listening for connections on port %d.\n", port);
192
193         if (global_proxy_host != NULL && global_proxy_port != NULL) {
194             printf("Using proxy: %s:%s.\n", global_proxy_host,
195                                             global_proxy_port);
196         }
197     }
198
199     while (!done) {
200         /* Accept new connection. */
201         client_socket = accept(server_socket, NULL, NULL);
202         if (client_socket < 0) {
203             perror("accept()");
204             break;
205         }
206
207         /* No lock necessary, we only have one producer! */
208         P(ringbuffer_free);
209         ringbuffer[ringbuffer_write] = client_socket;
210         ringbuffer_write = (ringbuffer_write + 1) % RINGBUFFER_SIZE;
211         V(ringbuffer_full);
212     }
213
214     close(server_socket);
215
216     /* Poison all threads and shut them down. */
217     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
218         P(ringbuffer_free);
219         ringbuffer[ringbuffer_write] = -1; /* poison */
220         ringbuffer_write = (ringbuffer_write + 1) % RINGBUFFER_SIZE;
221         V(ringbuffer_full);
222     }
223     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
224         errno = pthread_join(threads[i], NULL);
225         if (errno != 0) {
226             perror("pthread_join()");
227         }
228     }
229
230     sem_del(ringbuffer_full);
231     sem_del(ringbuffer_free);
232     sem_del(ringbuffer_lock);
233
234     free(threads);
235
236     deinitialize_gnutls();
237
238     free(global_proxy_host);
239     free(global_proxy_port);
240     free(global_http_digest_authorization);
241
242     return EXIT_FAILURE;
243 }
244
245 #ifdef DEBUG
246 static void sigint_handler(int signal_number) {
247     (void)signal_number;
248
249     done = 1;
250 }
251 #endif
252
253 static void parse_arguments(int argc, char **argv) {
254     int option;
255
256     /* Default values. */
257     thread_count = 10;
258 #ifdef DEBUG
259     global_log_level = LOG_DEBUG1_LEVEL;
260 #else
261     global_log_level = LOG_WARNING_LEVEL;
262 #endif
263     global_passthrough_unknown = 0;
264
265     while ((option = getopt(argc, argv, "a:d:p:t:uh?")) != -1) {
266         switch (option) {
267             case 'a': {
268                 global_http_digest_authorization = slurp_text_file(optarg);
269                 if (global_http_digest_authorization == NULL) {
270                     fprintf(stderr, "failed to open authorization file '%s': ",
271                                     optarg);
272                     perror("");
273                     exit(EXIT_FAILURE);
274                 } else if (strlen(global_http_digest_authorization) == 0) {
275                     fprintf(stderr, "empty authorization file '%s'\n",
276                                     optarg);
277                     exit(EXIT_FAILURE);
278                 }
279
280                 /* Just in case the file has a trailing newline. */
281                 strtok(global_http_digest_authorization, "\r\n");
282
283                 break;
284             }
285             case 'd': {
286                 global_log_level = atoi(optarg);
287                 if (global_log_level < 0) {
288                     fprintf(stderr, "-d positive number required: '%s'\n",
289                                     optarg);
290                     exit(EXIT_FAILURE);
291                 }
292                 break;
293             }
294             case 'p': {
295                 char *position;
296
297                 /* -p must have the format host:port. */
298                 if ((position = strchr(optarg, ':')) == NULL
299                         || optarg == position
300                         || strlen(position + 1) == 0
301                         || atoi(position + 1) <= 0
302                         || atoi(position + 1) > 0xffff) {
303                     fprintf(stderr, "invalid -p: '%s', format host:port\n",
304                                     optarg);
305                     exit(EXIT_FAILURE);
306                 }
307
308                 global_proxy_host = malloc((size_t)(position - optarg) + 1);
309                 if (global_proxy_host == NULL) {
310                     perror("malloc()");
311                     exit(EXIT_FAILURE);
312                 }
313                 memcpy(global_proxy_host, optarg, (size_t)(position - optarg));
314                 global_proxy_host[position - optarg] = '\0';
315
316                 global_proxy_port = malloc(strlen(position + 1) + 1);
317                 if (global_proxy_port == NULL) {
318                     perror("malloc()");
319                     exit(EXIT_FAILURE);
320                 }
321                 strcpy(global_proxy_port, position + 1);
322
323                 break;
324             }
325             case 't': {
326                 if (atoi(optarg) <= 0) {
327                     fprintf(stderr, "-t positive number required: '%s'\n",
328                                     optarg);
329                     exit(EXIT_FAILURE);
330                 }
331                 thread_count = (size_t)atoi(optarg);
332                 break;
333             }
334             case 'u': {
335                 global_passthrough_unknown = 1;
336                 break;
337             }
338             case 'h':
339             default: /* '?' */
340                 print_usage(argv[0]);
341                 exit(EXIT_FAILURE);
342         }
343     }
344
345     if (optind >= argc) {
346         fprintf(stderr, "port missing\n");
347         exit(EXIT_FAILURE);
348     }
349 }
350 static void print_usage(const char *argv) {
351     fprintf(stderr, "tlsproxy %s, a certificate checking TLS proxy\n",
352                     VERSION);
353     fprintf(stderr, "Usage: %s [-a file] [-d level] [-p host:port] [-t count] [-u] port\n",
354                     argv);
355     fprintf(stderr, "\n");
356     fprintf(stderr, "-a digest authentication file [default: none]\n");
357     fprintf(stderr, "-d debug level: 0=errors only, 2=debug [default: 1]\n");
358     fprintf(stderr, "-p proxy hostname and port\n");
359     fprintf(stderr, "-t number of threads [default: 10]\n");
360     fprintf(stderr, "-u passthrough connection if no certificate is stored \
361 [default: error]\n");
362     fprintf(stderr, "   WARNING: might be a security problem!\n");
363 }
364
365 #if 0
366 static void log_function_gnutls(int level, const char *string) {
367     (void)level;
368     fprintf(stderr, "    => %s", string);
369 }
370 #endif
371
372 static void initialize_gnutls(void) {
373     int result;
374     char *dh_parameters;
375     gnutls_datum_t dh_parameters_datum;
376
377 /* Recent versions of GnuTLS automatically initialize the cryptography layer
378  * in gnutls_global_init(). */
379 #if GNUTLS_VERSION_NUMBER <= 0x020b00
380     gcry_error_t error;
381
382     /* Thread safe setup. Must be called before gnutls_global_init(). */
383     error = gcry_control(GCRYCTL_SET_THREAD_CBS, &gcry_threads_pthread);
384     if (error != 0) {
385         fprintf(stderr, "gcry_control(): %s/%s\n", gcry_strsource(error),
386                                                    gcry_strerror(error));
387         exit(EXIT_FAILURE);
388     }
389     /* Prevent usage of blocking /dev/random. */
390     error = gcry_control(GCRYCTL_ENABLE_QUICK_RANDOM, 0);
391     if (error != 0) {
392         fprintf(stderr, "gcry_control(): %s/%s\n", gcry_strsource(error),
393                                                    gcry_strerror(error));
394         exit(EXIT_FAILURE);
395     }
396 #endif
397
398     if (gnutls_check_version(GNUTLS_VERSION) == NULL) {
399         fprintf(stderr, "gnutls_check_version(): version mismatch, "
400                         "expected at least '" GNUTLS_VERSION "'\n");
401         exit(EXIT_FAILURE);
402     }
403
404     /* Initialize GnuTLS. */
405     result = gnutls_global_init();
406     GNUTLS_ERROR_EXIT(result, "gnutls_global_init()");
407
408 #if 0
409     gnutls_global_set_log_level(10);
410     gnutls_global_set_log_function(log_function_gnutls);
411 #endif
412
413     /* Setup GnuTLS cipher suites. */
414     result = gnutls_priority_init(&global_tls_priority_cache, "NORMAL", NULL);
415     GNUTLS_ERROR_EXIT(result, "gnutls_priority_init()");
416
417     /* Read Diffie-Hellman parameters. */
418     dh_parameters = slurp_text_file(PROXY_DH_PATH);
419     if (dh_parameters == NULL) {
420         fprintf(stderr, PROXY_DH_PATH " missing, "
421                         "use `tlsproxy-setup` to create it\n");
422         exit(EXIT_FAILURE);
423     }
424     dh_parameters_datum.data = (unsigned char *)dh_parameters;
425     dh_parameters_datum.size = strlen(dh_parameters);
426
427     result = gnutls_dh_params_init(&global_tls_dh_params);
428     GNUTLS_ERROR_EXIT(result, "gnutls_dh_params_init()");
429     result = gnutls_dh_params_import_pkcs3(global_tls_dh_params,
430                                            &dh_parameters_datum,
431                                            GNUTLS_X509_FMT_PEM);
432     GNUTLS_ERROR_EXIT(result, "gnutls_dh_params_import_pkcs3()");
433
434     free(dh_parameters);
435 }
436 static void deinitialize_gnutls(void) {
437     gnutls_dh_params_deinit(global_tls_dh_params);
438     gnutls_priority_deinit(global_tls_priority_cache);
439
440     gnutls_global_deinit();
441 }
442
443 static void *worker_thread(void *unused) {
444     int client_socket;
445
446     (void)unused;
447
448     for (;;) {
449         /* Get next element from ring buffer. */
450         P(ringbuffer_full);
451         P(ringbuffer_lock);
452         client_socket = ringbuffer[ringbuffer_read];
453         ringbuffer_read = (ringbuffer_read + 1) % RINGBUFFER_SIZE;
454         V(ringbuffer_lock);
455         V(ringbuffer_free);
456
457         /* Negative value indicates we should shut down our thread. */
458         if (client_socket < 0) {
459             break;
460         }
461
462         handle_connection(client_socket);
463     }
464
465     return NULL;
466 }
467
468 static char *slurp_text_file(const char *path) {
469     struct stat stat;
470     size_t size_read;
471     char *content = NULL;
472
473     FILE *file = fopen(path, "r");
474     if (file == NULL) {
475         return NULL;
476     }
477
478     ct_assert(sizeof(stat.st_size) <= sizeof(size_t));
479
480     if (fstat(fileno(file), &stat) != 0) {
481         goto out;
482     }
483     if (stat.st_size < 0) { /* just in case ... */
484         abort();
485     } else if ((size_t)stat.st_size >= SIZE_MAX - 1) {
486         errno = 0;
487         goto out;
488     }
489
490     content = malloc((size_t)stat.st_size + 1);
491     if (content == NULL) {
492         goto out;
493     }
494
495     errno = 0;
496     size_read = fread(content, 1, (size_t)stat.st_size, file);
497     if (size_read != (size_t)stat.st_size) {
498         free(content);
499         content = NULL;
500         goto out;
501     }
502     content[size_read] = '\0';
503
504 out:
505     fclose(file);
506
507     return content;
508 }