Client side version negotiation rewrite
[openssl.git] / ssl / s23_clnt.c
1 /* ssl/s23_clnt.c */
2 /* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
3  * All rights reserved.
4  *
5  * This package is an SSL implementation written
6  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
7  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
8  *
9  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
10  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
11  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
12  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
13  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
14  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
15  *
16  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
17  * the code are not to be removed.
18  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
19  * as the author of the parts of the library used.
20  * This can be in the form of a textual message at program startup or
21  * in documentation (online or textual) provided with the package.
22  *
23  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
24  * modification, are permitted provided that the following conditions
25  * are met:
26  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
28  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
29  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
30  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
31  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
32  *    must display the following acknowledgement:
33  *    "This product includes cryptographic software written by
34  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
35  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
36  *    being used are not cryptographic related :-).
37  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
38  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
39  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
40  *
41  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
42  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
43  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
44  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
45  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
46  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
47  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
48  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
49  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
50  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
51  * SUCH DAMAGE.
52  *
53  * The licence and distribution terms for any publically available version or
54  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
55  * copied and put under another distribution licence
56  * [including the GNU Public Licence.]
57  */
58 /* ====================================================================
59  * Copyright (c) 1998-2006 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
60  *
61  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
62  * modification, are permitted provided that the following conditions
63  * are met:
64  *
65  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
66  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
67  *
68  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
69  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
70  *    the documentation and/or other materials provided with the
71  *    distribution.
72  *
73  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
74  *    software must display the following acknowledgment:
75  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
76  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
77  *
78  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
79  *    endorse or promote products derived from this software without
80  *    prior written permission. For written permission, please contact
81  *    openssl-core@openssl.org.
82  *
83  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
84  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
85  *    permission of the OpenSSL Project.
86  *
87  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
88  *    acknowledgment:
89  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
90  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
91  *
92  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
93  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
94  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
95  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
96  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
97  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
98  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
99  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
100  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
101  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
102  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
103  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
104  * ====================================================================
105  *
106  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
107  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
108  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
109  *
110  */
111
112 #include <stdio.h>
113 #include "ssl_locl.h"
114 #include <openssl/buffer.h>
115 #include <openssl/rand.h>
116 #include <openssl/objects.h>
117 #include <openssl/evp.h>
118
119 /*static const SSL_METHOD *ssl23_get_client_method(int ver);*/
120 static int ssl23_client_hello(SSL *s);
121 static int ssl23_get_server_hello(SSL *s);
122
123 /*
124 static const SSL_METHOD *ssl23_get_client_method(int ver)
125 {
126 #ifndef OPENSSL_NO_SSL3
127     if (ver == SSL3_VERSION)
128         return (SSLv3_client_method());
129 #endif
130     if (ver == TLS1_VERSION)
131         return (TLSv1_client_method());
132     else if (ver == TLS1_1_VERSION)
133         return (TLSv1_1_client_method());
134     else if (ver == TLS1_2_VERSION)
135         return (TLSv1_2_client_method());
136     else
137         return (NULL);
138 }
139 */
140
141 int ssl23_connect(SSL *s)
142 {
143     BUF_MEM *buf = NULL;
144     unsigned long Time = (unsigned long)time(NULL);
145     void (*cb) (const SSL *ssl, int type, int val) = NULL;
146     int ret = -1;
147     int new_state, state;
148
149     RAND_add(&Time, sizeof(Time), 0);
150     ERR_clear_error();
151     clear_sys_error();
152
153     if (s->info_callback != NULL)
154         cb = s->info_callback;
155     else if (s->ctx->info_callback != NULL)
156         cb = s->ctx->info_callback;
157
158     s->in_handshake++;
159     if (!SSL_in_init(s) || SSL_in_before(s)) {
160         if (!SSL_clear(s))
161             return -1;
162     }
163
164     for (;;) {
165         state = s->state;
166
167         switch (s->state) {
168         case SSL_ST_BEFORE:
169         case SSL_ST_CONNECT:
170         case SSL_ST_BEFORE | SSL_ST_CONNECT:
171         case SSL_ST_OK | SSL_ST_CONNECT:
172
173             if (s->session != NULL) {
174                 SSLerr(SSL_F_SSL23_CONNECT,
175                        SSL_R_SSL23_DOING_SESSION_ID_REUSE);
176                 ret = -1;
177                 goto end;
178             }
179             s->server = 0;
180             if (cb != NULL)
181                 cb(s, SSL_CB_HANDSHAKE_START, 1);
182
183             /* s->version=TLS1_VERSION; */
184             s->type = SSL_ST_CONNECT;
185
186             if (s->init_buf == NULL) {
187                 if ((buf = BUF_MEM_new()) == NULL) {
188                     ret = -1;
189                     goto end;
190                 }
191                 if (!BUF_MEM_grow(buf, SSL3_RT_MAX_PLAIN_LENGTH)) {
192                     ret = -1;
193                     goto end;
194                 }
195                 s->init_buf = buf;
196                 buf = NULL;
197             }
198
199             if (!ssl3_setup_buffers(s)) {
200                 ret = -1;
201                 goto end;
202             }
203
204             ssl3_init_finished_mac(s);
205
206             s->state = SSL23_ST_CW_CLNT_HELLO_A;
207             s->ctx->stats.sess_connect++;
208             s->init_num = 0;
209             break;
210
211         case SSL23_ST_CW_CLNT_HELLO_A:
212         case SSL23_ST_CW_CLNT_HELLO_B:
213
214             s->shutdown = 0;
215             ret = ssl23_client_hello(s);
216             if (ret <= 0)
217                 goto end;
218             s->state = SSL23_ST_CR_SRVR_HELLO_A;
219             s->init_num = 0;
220
221             break;
222
223         case SSL23_ST_CR_SRVR_HELLO_A:
224         case SSL23_ST_CR_SRVR_HELLO_B:
225             ret = ssl23_get_server_hello(s);
226             if (ret >= 0)
227                 cb = NULL;
228             goto end;
229             /* break; */
230
231         default:
232             SSLerr(SSL_F_SSL23_CONNECT, SSL_R_UNKNOWN_STATE);
233             ret = -1;
234             goto end;
235             /* break; */
236         }
237
238         if (s->debug) {
239             (void)BIO_flush(s->wbio);
240         }
241
242         if ((cb != NULL) && (s->state != state)) {
243             new_state = s->state;
244             s->state = state;
245             cb(s, SSL_CB_CONNECT_LOOP, 1);
246             s->state = new_state;
247         }
248     }
249  end:
250     s->in_handshake--;
251     BUF_MEM_free(buf);
252     if (cb != NULL)
253         cb(s, SSL_CB_CONNECT_EXIT, ret);
254     return (ret);
255 }
256
257 /*
258  * Fill a ClientRandom or ServerRandom field of length len. Returns <= 0 on
259  * failure, 1 on success.
260  */
261 int ssl_fill_hello_random(SSL *s, int server, unsigned char *result, int len)
262 {
263     int send_time = 0;
264
265     if (len < 4)
266         return 0;
267     if (server)
268         send_time = (s->mode & SSL_MODE_SEND_SERVERHELLO_TIME) != 0;
269     else
270         send_time = (s->mode & SSL_MODE_SEND_CLIENTHELLO_TIME) != 0;
271     if (send_time) {
272         unsigned long Time = (unsigned long)time(NULL);
273         unsigned char *p = result;
274         l2n(Time, p);
275         return RAND_bytes(p, len - 4);
276     } else
277         return RAND_bytes(result, len);
278 }
279
280 static int ssl23_client_hello(SSL *s)
281 {
282     unsigned char *buf;
283     unsigned char *p, *d;
284     int i;
285     unsigned long l;
286     int version = 0, version_major, version_minor;
287     int al = 0;
288 #ifndef OPENSSL_NO_COMP
289     int j;
290     SSL_COMP *comp;
291 #endif
292     int ret;
293     unsigned long mask, options = s->options;
294
295     /*
296      * SSL_OP_NO_X disables all protocols above X *if* there are
297      * some protocols below X enabled. This is required in order
298      * to maintain "version capability" vector contiguous. So
299      * that if application wants to disable TLS1.0 in favour of
300      * TLS1>=1, it would be insufficient to pass SSL_NO_TLSv1, the
301      * answer is SSL_OP_NO_TLSv1|SSL_OP_NO_SSLv3|SSL_OP_NO_SSLv2.
302      */
303     mask = SSL_OP_NO_TLSv1_1 | SSL_OP_NO_TLSv1
304 #if !defined(OPENSSL_NO_SSL3)
305         | SSL_OP_NO_SSLv3
306 #endif
307         ;
308 #if !defined(OPENSSL_NO_TLS1_2_CLIENT)
309     version = TLS1_2_VERSION;
310
311     if ((options & SSL_OP_NO_TLSv1_2) && (options & mask) != mask)
312         version = TLS1_1_VERSION;
313 #else
314     version = TLS1_1_VERSION;
315 #endif
316     mask &= ~SSL_OP_NO_TLSv1_1;
317     if ((options & SSL_OP_NO_TLSv1_1) && (options & mask) != mask)
318         version = TLS1_VERSION;
319     mask &= ~SSL_OP_NO_TLSv1;
320 #if !defined(OPENSSL_NO_SSL3)
321     if ((options & SSL_OP_NO_TLSv1) && (options & mask) != mask)
322         version = SSL3_VERSION;
323     mask &= ~SSL_OP_NO_SSLv3;
324 #endif
325
326     buf = (unsigned char *)s->init_buf->data;
327     if (s->state == SSL23_ST_CW_CLNT_HELLO_A) {
328         p = s->s3->client_random;
329         if (ssl_fill_hello_random(s, 0, p, SSL3_RANDOM_SIZE) <= 0)
330             return -1;
331
332         if (version == TLS1_2_VERSION) {
333             version_major = TLS1_2_VERSION_MAJOR;
334             version_minor = TLS1_2_VERSION_MINOR;
335         } else if (tls1_suiteb(s)) {
336             SSLerr(SSL_F_SSL23_CLIENT_HELLO,
337                    SSL_R_ONLY_TLS_1_2_ALLOWED_IN_SUITEB_MODE);
338             return -1;
339         } else if (version == TLS1_1_VERSION) {
340             version_major = TLS1_1_VERSION_MAJOR;
341             version_minor = TLS1_1_VERSION_MINOR;
342         } else if (version == TLS1_VERSION) {
343             version_major = TLS1_VERSION_MAJOR;
344             version_minor = TLS1_VERSION_MINOR;
345         } else if (FIPS_mode()) {
346             SSLerr(SSL_F_SSL23_CLIENT_HELLO,
347                    SSL_R_ONLY_TLS_ALLOWED_IN_FIPS_MODE);
348             return -1;
349         } else if (version == SSL3_VERSION) {
350             version_major = SSL3_VERSION_MAJOR;
351             version_minor = SSL3_VERSION_MINOR;
352         } else {
353             SSLerr(SSL_F_SSL23_CLIENT_HELLO, SSL_R_NO_PROTOCOLS_AVAILABLE);
354             return (-1);
355         }
356
357         s->client_version = version;
358
359         /* create Client Hello in SSL 3.0/TLS 1.0 format */
360
361         /*
362          * do the record header (5 bytes) and handshake message header (4
363          * bytes) last
364          */
365         d = p = &(buf[9]);
366
367         *(p++) = version_major;
368         *(p++) = version_minor;
369
370         /* Random stuff */
371         memcpy(p, s->s3->client_random, SSL3_RANDOM_SIZE);
372         p += SSL3_RANDOM_SIZE;
373
374         /* Session ID (zero since there is no reuse) */
375         *(p++) = 0;
376
377         /* Ciphers supported (using SSL 3.0/TLS 1.0 format) */
378         i = ssl_cipher_list_to_bytes(s, SSL_get_ciphers(s), &(p[2]),
379                                      ssl3_put_cipher_by_char);
380         if (i == 0) {
381             SSLerr(SSL_F_SSL23_CLIENT_HELLO, SSL_R_NO_CIPHERS_AVAILABLE);
382             return -1;
383         }
384 #ifdef OPENSSL_MAX_TLS1_2_CIPHER_LENGTH
385         /*
386          * Some servers hang if client hello > 256 bytes as hack workaround
387          * chop number of supported ciphers to keep it well below this if we
388          * use TLS v1.2
389          */
390         if (TLS1_get_version(s) >= TLS1_2_VERSION
391             && i > OPENSSL_MAX_TLS1_2_CIPHER_LENGTH)
392             i = OPENSSL_MAX_TLS1_2_CIPHER_LENGTH & ~1;
393 #endif
394         s2n(i, p);
395         p += i;
396
397         /* COMPRESSION */
398 #ifdef OPENSSL_NO_COMP
399         *(p++) = 1;
400 #else
401         if (!ssl_allow_compression(s) || !s->ctx->comp_methods)
402             j = 0;
403         else
404             j = sk_SSL_COMP_num(s->ctx->comp_methods);
405         *(p++) = 1 + j;
406         for (i = 0; i < j; i++) {
407             comp = sk_SSL_COMP_value(s->ctx->comp_methods, i);
408             *(p++) = comp->id;
409         }
410 #endif
411         *(p++) = 0;             /* Add the NULL method */
412
413 #ifndef OPENSSL_NO_TLSEXT
414         /* TLS extensions */
415         if (ssl_prepare_clienthello_tlsext(s) <= 0) {
416             SSLerr(SSL_F_SSL23_CLIENT_HELLO, SSL_R_CLIENTHELLO_TLSEXT);
417             return -1;
418         }
419         if ((p =
420              ssl_add_clienthello_tlsext(s, p, buf + SSL3_RT_MAX_PLAIN_LENGTH,
421                                         &al)) == NULL) {
422             ssl3_send_alert(s, SSL3_AL_FATAL, al);
423             SSLerr(SSL_F_SSL23_CLIENT_HELLO, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
424             return -1;
425         }
426 #endif
427
428         l = p - d;
429
430         /* fill in 4-byte handshake header */
431         d = &(buf[5]);
432         *(d++) = SSL3_MT_CLIENT_HELLO;
433         l2n3(l, d);
434
435         l += 4;
436
437         if (l > SSL3_RT_MAX_PLAIN_LENGTH) {
438             SSLerr(SSL_F_SSL23_CLIENT_HELLO, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
439             return -1;
440         }
441
442         /* fill in 5-byte record header */
443         d = buf;
444         *(d++) = SSL3_RT_HANDSHAKE;
445         *(d++) = version_major;
446         /*
447          * Some servers hang if we use long client hellos and a record number
448          * > TLS 1.0.
449          */
450         if (TLS1_get_client_version(s) > TLS1_VERSION)
451             *(d++) = 1;
452         else
453             *(d++) = version_minor;
454         s2n((int)l, d);
455
456         /* number of bytes to write */
457         s->init_num = p - buf;
458         s->init_off = 0;
459
460         ssl3_finish_mac(s, &(buf[5]), s->init_num - 5);
461
462         s->state = SSL23_ST_CW_CLNT_HELLO_B;
463         s->init_off = 0;
464     }
465
466     /* SSL3_ST_CW_CLNT_HELLO_B */
467     ret = ssl23_write_bytes(s);
468
469     if ((ret >= 2) && s->msg_callback) {
470         /* Client Hello has been sent; tell msg_callback */
471         s->msg_callback(1, version, SSL3_RT_HEADER, s->init_buf->data, 5, s,
472                         s->msg_callback_arg);
473         s->msg_callback(1, version, SSL3_RT_HANDSHAKE, s->init_buf->data + 5,
474                         ret - 5, s, s->msg_callback_arg);
475     }
476
477     return ret;
478 }
479
480 static int ssl23_get_server_hello(SSL *s)
481 {
482     unsigned char buf[8];
483     unsigned char *p;
484     int i;
485     int n;
486
487     n = ssl23_read_bytes(s, 7);
488
489     if (n != 7)
490         return (n);
491     p = RECORD_LAYER_get_packet(&s->rlayer);
492
493     memcpy(buf, p, n);
494
495     if (p[1] == SSL3_VERSION_MAJOR &&
496         p[2] <= TLS1_2_VERSION_MINOR &&
497         ((p[0] == SSL3_RT_HANDSHAKE && p[5] == SSL3_MT_SERVER_HELLO) ||
498          (p[0] == SSL3_RT_ALERT && p[3] == 0 && p[4] == 2))) {
499         /* we have sslv3 or tls1 (server hello or alert) */
500
501 #ifndef OPENSSL_NO_SSL3
502         if ((p[2] == SSL3_VERSION_MINOR) && !(s->options & SSL_OP_NO_SSLv3)) {
503             if (FIPS_mode()) {
504                 SSLerr(SSL_F_SSL23_GET_SERVER_HELLO,
505                        SSL_R_ONLY_TLS_ALLOWED_IN_FIPS_MODE);
506                 goto err;
507             }
508             s->version = SSL3_VERSION;
509             s->method = SSLv3_client_method();
510         } else
511 #endif
512         if ((p[2] == TLS1_VERSION_MINOR) && !(s->options & SSL_OP_NO_TLSv1)) {
513             s->version = TLS1_VERSION;
514             s->method = TLSv1_client_method();
515         } else if ((p[2] == TLS1_1_VERSION_MINOR) &&
516                    !(s->options & SSL_OP_NO_TLSv1_1)) {
517             s->version = TLS1_1_VERSION;
518             s->method = TLSv1_1_client_method();
519         } else if ((p[2] == TLS1_2_VERSION_MINOR) &&
520                    !(s->options & SSL_OP_NO_TLSv1_2)) {
521             s->version = TLS1_2_VERSION;
522             s->method = TLSv1_2_client_method();
523         } else {
524             SSLerr(SSL_F_SSL23_GET_SERVER_HELLO, SSL_R_UNSUPPORTED_PROTOCOL);
525             goto err;
526         }
527
528         /* ensure that TLS_MAX_VERSION is up-to-date */
529         OPENSSL_assert(s->version <= TLS_MAX_VERSION);
530
531         if (!ssl_security(s, SSL_SECOP_VERSION, 0, s->version, NULL)) {
532             SSLerr(SSL_F_SSL23_GET_SERVER_HELLO, SSL_R_VERSION_TOO_LOW);
533             goto err;
534         }
535
536         if (p[0] == SSL3_RT_ALERT && p[5] != SSL3_AL_WARNING) {
537             /* fatal alert */
538
539             void (*cb) (const SSL *ssl, int type, int val) = NULL;
540             int j;
541
542             if (s->info_callback != NULL)
543                 cb = s->info_callback;
544             else if (s->ctx->info_callback != NULL)
545                 cb = s->ctx->info_callback;
546
547             i = p[5];
548             if (cb != NULL) {
549                 j = (i << 8) | p[6];
550                 cb(s, SSL_CB_READ_ALERT, j);
551             }
552
553             if (s->msg_callback) {
554                 s->msg_callback(0, s->version, SSL3_RT_HEADER, p, 5, s,
555                                 s->msg_callback_arg);
556                 s->msg_callback(0, s->version, SSL3_RT_ALERT, p + 5, 2, s,
557                                 s->msg_callback_arg);
558             }
559
560             s->rwstate = SSL_NOTHING;
561             SSLerr(SSL_F_SSL23_GET_SERVER_HELLO, SSL_AD_REASON_OFFSET + p[6]);
562             goto err;
563         }
564
565         if (!ssl_init_wbio_buffer(s, 1))
566             goto err;
567
568         /* we are in this state */
569         s->state = SSL3_ST_CR_SRVR_HELLO_A;
570
571         /*
572          * put the 7 bytes we have read into the input buffer for SSLv3
573          */
574         if (!RECORD_LAYER_set_data(&s->rlayer, buf, n))
575             goto err;
576
577         s->handshake_func = s->method->ssl_connect;
578     } else {
579         SSLerr(SSL_F_SSL23_GET_SERVER_HELLO, SSL_R_UNKNOWN_PROTOCOL);
580         goto err;
581     }
582     s->init_num = 0;
583
584     /*
585      * Since, if we are sending a ssl23 client hello, we are not reusing a
586      * session-id
587      */
588     if (!ssl_get_new_session(s, 0))
589         goto err;
590
591     return (SSL_connect(s));
592  err:
593     return (-1);
594 }