util/TLSProxy/Proxy.pm

   1 # Copyright 2016 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   2 #
   3 # Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
   4 # this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   5 # in the file LICENSE in the source distribution or at
   6 # https://www.openssl.org/source/license.html
   7
   8 use strict;
   9 use POSIX ":sys_wait_h";
  10
  11 package TLSProxy::Proxy;
  12
  13 use File::Spec;
  14 use IO::Socket;
  15 use IO::Select;
  16 use TLSProxy::Record;
  17 use TLSProxy::Message;
  18 use TLSProxy::ClientHello;
  19 use TLSProxy::HelloRetryRequest;
  20 use TLSProxy::ServerHello;
  21 use TLSProxy::EncryptedExtensions;
  22 use TLSProxy::Certificate;
  23 use TLSProxy::CertificateVerify;
  24 use TLSProxy::ServerKeyExchange;
  25 use TLSProxy::NewSessionTicket;
  26
  27 my $have_IPv6 = 0;
  28 my $IP_factory;
  29
  30 my $is_tls13 = 0;
  31 my $ciphersuite = undef;
  32
  33 sub new
  34 {
  35     my $class = shift;
  36     my ($filter,
  37         $execute,
  38         $cert,
  39         $debug) = @_;
  40
  41     my $self = {
  42         #Public read/write
  43         proxy_addr => "localhost",
  44         proxy_port => 4453,
  45         server_addr => "localhost",
  46         server_port => 4443,
  47         filter => $filter,
  48         serverflags => "",
  49         clientflags => "",
  50         serverconnects => 1,
  51         serverpid => 0,
  52         clientpid => 0,
  53         reneg => 0,
  54         sessionfile => undef,
  55
  56         #Public read
  57         execute => $execute,
  58         cert => $cert,
  59         debug => $debug,
  60         cipherc => "",
  61         ciphers => "AES128-SHA:TLS13-AES-128-GCM-SHA256",
  62         flight => 0,
  63         record_list => [],
  64         message_list => [],
  65     };
  66
  67     # IO::Socket::IP is on the core module list, IO::Socket::INET6 isn't.
  68     # However, IO::Socket::INET6 is older and is said to be more widely
  69     # deployed for the moment, and may have less bugs, so we try the latter
  70     # first, then fall back on the code modules.  Worst case scenario, we
  71     # fall back to IO::Socket::INET, only supports IPv4.
  72     eval {
  73         require IO::Socket::INET6;
  74         my $s = IO::Socket::INET6->new(
  75             LocalAddr => "::1",
  76             LocalPort => 0,
  77             Listen=>1,
  78             );
  79         $s or die "\n";
  80         $s->close();
  81     };
  82     if ($@ eq "") {
  83         $IP_factory = sub { IO::Socket::INET6->new(@_); };
  84         $have_IPv6 = 1;
  85     } else {
  86         eval {
  87             require IO::Socket::IP;
  88             my $s = IO::Socket::IP->new(
  89                 LocalAddr => "::1",
  90                 LocalPort => 0,
  91                 Listen=>1,
  92                 );
  93             $s or die "\n";
  94             $s->close();
  95         };
  96         if ($@ eq "") {
  97             $IP_factory = sub { IO::Socket::IP->new(@_); };
  98             $have_IPv6 = 1;
  99         } else {
 100             $IP_factory = sub { IO::Socket::INET->new(@_); };
 101         }
 102     }
 103
 104     return bless $self, $class;
 105 }
 106
 107 sub clearClient
 108 {
 109     my $self = shift;
 110
 111     $self->{cipherc} = "";
 112     $self->{flight} = 0;
 113     $self->{record_list} = [];
 114     $self->{message_list} = [];
 115     $self->{clientflags} = "";
 116     $self->{sessionfile} = undef;
 117     $self->{clientpid} = 0;
 118     $is_tls13 = 0;
 119     $ciphersuite = undef;
 120
 121     TLSProxy::Message->clear();
 122     TLSProxy::Record->clear();
 123 }
 124
 125 sub clear
 126 {
 127     my $self = shift;
 128
 129     $self->clearClient;
 130     $self->{ciphers} = "AES128-SHA:TLS13-AES-128-GCM-SHA256";
 131     $self->{serverflags} = "";
 132     $self->{serverconnects} = 1;
 133     $self->{serverpid} = 0;
 134     $self->{reneg} = 0;
 135 }
 136
 137 sub restart
 138 {
 139     my $self = shift;
 140
 141     $self->clear;
 142     $self->start;
 143 }
 144
 145 sub clientrestart
 146 {
 147     my $self = shift;
 148
 149     $self->clear;
 150     $self->clientstart;
 151 }
 152
 153 sub start
 154 {
 155     my ($self) = shift;
 156     my $pid;
 157
 158     $pid = fork();
 159     if ($pid == 0) {
 160         if (!$self->debug) {
 161             open(STDOUT, ">", File::Spec->devnull())
 162                 or die "Failed to redirect stdout: $!";
 163             open(STDERR, ">&STDOUT");
 164         }
 165         my $execcmd = $self->execute
 166             ." s_server -no_comp -rev -engine ossltest -accept "
 167             .($self->server_port)
 168             ." -cert ".$self->cert." -cert2 ".$self->cert
 169             ." -naccept ".$self->serverconnects;
 170         if ($self->ciphers ne "") {
 171             $execcmd .= " -cipher ".$self->ciphers;
 172         }
 173         if ($self->serverflags ne "") {
 174             $execcmd .= " ".$self->serverflags;
 175         }
 176         if ($self->debug) {
 177             print STDERR "Server command: $execcmd\n";
 178         }
 179         exec($execcmd);
 180     }
 181     $self->serverpid($pid);
 182
 183     return $self->clientstart;
 184 }
 185
 186 sub clientstart
 187 {
 188     my ($self) = shift;
 189     my $oldstdout;
 190
 191     if(!$self->debug) {
 192         open DEVNULL, ">", File::Spec->devnull();
 193         $oldstdout = select(DEVNULL);
 194     }
 195
 196     # Create the Proxy socket
 197     my $proxaddr = $self->proxy_addr;
 198     $proxaddr =~ s/[\[\]]//g; # Remove [ and ]
 199     my $proxy_sock = $IP_factory->(
 200         LocalHost   => $proxaddr,
 201         LocalPort   => $self->proxy_port,
 202         Proto       => "tcp",
 203         Listen      => SOMAXCONN,
 204         ReuseAddr   => 1
 205     );
 206
 207     if ($proxy_sock) {
 208         print "Proxy started on port ".$self->proxy_port."\n";
 209     } else {
 210         warn "Failed creating proxy socket (".$proxaddr.",".$self->proxy_port."): $!\n";
 211         return 0;
 212     }
 213
 214     if ($self->execute) {
 215         my $pid = fork();
 216         if ($pid == 0) {
 217             if (!$self->debug) {
 218                 open(STDOUT, ">", File::Spec->devnull())
 219                     or die "Failed to redirect stdout: $!";
 220                 open(STDERR, ">&STDOUT");
 221             }
 222             my $echostr;
 223             if ($self->reneg()) {
 224                 $echostr = "R";
 225             } else {
 226                 $echostr = "test";
 227             }
 228             my $execcmd = "echo ".$echostr." | ".$self->execute
 229                  ." s_client -engine ossltest -connect "
 230                  .($self->proxy_addr).":".($self->proxy_port);
 231             if ($self->cipherc ne "") {
 232                 $execcmd .= " -cipher ".$self->cipherc;
 233             }
 234             if ($self->clientflags ne "") {
 235                 $execcmd .= " ".$self->clientflags;
 236             }
 237             if (defined $self->sessionfile) {
 238                 $execcmd .= " -ign_eof";
 239             }
 240             if ($self->debug) {
 241                 print STDERR "Client command: $execcmd\n";
 242             }
 243             exec($execcmd);
 244         }
 245         $self->clientpid($pid);
 246     }
 247
 248     # Wait for incoming connection from client
 249     my $client_sock;
 250     if(!($client_sock = $proxy_sock->accept())) {
 251         warn "Failed accepting incoming connection: $!\n";
 252         return 0;
 253     }
 254
 255     print "Connection opened\n";
 256
 257     # Now connect to the server
 258     my $retry = 10;
 259     my $server_sock;
 260     #We loop over this a few times because sometimes s_server can take a while
 261     #to start up
 262     do {
 263         my $servaddr = $self->server_addr;
 264         $servaddr =~ s/[\[\]]//g; # Remove [ and ]
 265         eval {
 266             $server_sock = $IP_factory->(
 267                 PeerAddr => $servaddr,
 268                 PeerPort => $self->server_port,
 269                 MultiHomed => 1,
 270                 Proto => 'tcp'
 271             );
 272         };
 273
 274         $retry--;
 275         #Some buggy IP factories can return a defined server_sock that hasn't
 276         #actually connected, so we check peerport too
 277         if ($@ || !defined($server_sock) || !defined($server_sock->peerport)) {
 278             $server_sock->close() if defined($server_sock);
 279             undef $server_sock;
 280             if ($retry) {
 281                 #Sleep for a short while
 282                 select(undef, undef, undef, 0.1);
 283             } else {
 284                 warn "Failed to start up server (".$servaddr.",".$self->server_port."): $!\n";
 285                 return 0;
 286             }
 287         }
 288     } while (!$server_sock);
 289
 290     my $sel = IO::Select->new($server_sock, $client_sock);
 291     my $indata;
 292     my @handles = ($server_sock, $client_sock);
 293
 294     #Wait for either the server socket or the client socket to become readable
 295     my @ready;
 296     my $ctr = 0;
 297     while(     (!(TLSProxy::Message->end)
 298                 || (defined $self->sessionfile()
 299                     && (-s $self->sessionfile()) == 0))
 300             && $ctr < 10
 301             && (@ready = $sel->can_read(1))) {
 302         foreach my $hand (@ready) {
 303             if ($hand == $server_sock) {
 304                 $server_sock->sysread($indata, 16384) or goto END;
 305                 $indata = $self->process_packet(1, $indata);
 306                 $client_sock->syswrite($indata);
 307                 $ctr = 0;
 308             } elsif ($hand == $client_sock) {
 309                 $client_sock->sysread($indata, 16384) or goto END;
 310                 $indata = $self->process_packet(0, $indata);
 311                 $server_sock->syswrite($indata);
 312                 $ctr = 0;
 313             } else {
 314                 $ctr++
 315             }
 316         }
 317     }
 318
 319     die "No progress made" if $ctr >= 10;
 320
 321     END:
 322     print "Connection closed\n";
 323     if($server_sock) {
 324         $server_sock->close();
 325     }
 326     if($client_sock) {
 327         #Closing this also kills the child process
 328         $client_sock->close();
 329     }
 330     if($proxy_sock) {
 331         $proxy_sock->close();
 332     }
 333     if(!$self->debug) {
 334         select($oldstdout);
 335     }
 336     $self->serverconnects($self->serverconnects - 1);
 337     if ($self->serverconnects == 0) {
 338         die "serverpid is zero\n" if $self->serverpid == 0;
 339         print "Waiting for server process to close: "
 340               .$self->serverpid."\n";
 341         waitpid( $self->serverpid, 0);
 342         die "exit code $? from server process\n" if $? != 0;
 343     }
 344     die "clientpid is zero\n" if $self->clientpid == 0;
 345     print "Waiting for client process to close: ".$self->clientpid."\n";
 346     waitpid($self->clientpid, 0);
 347
 348     return 1;
 349 }
 350
 351 sub process_packet
 352 {
 353     my ($self, $server, $packet) = @_;
 354     my $len_real;
 355     my $decrypt_len;
 356     my $data;
 357     my $recnum;
 358
 359     if ($server) {
 360         print "Received server packet\n";
 361     } else {
 362         print "Received client packet\n";
 363     }
 364
 365     print "Packet length = ".length($packet)."\n";
 366     print "Processing flight ".$self->flight."\n";
 367
 368     #Return contains the list of record found in the packet followed by the
 369     #list of messages in those records
 370     my @ret = TLSProxy::Record->get_records($server, $self->flight, $packet);
 371     push @{$self->record_list}, @{$ret[0]};
 372     push @{$self->{message_list}}, @{$ret[1]};
 373
 374     print "\n";
 375
 376     #Finished parsing. Call user provided filter here
 377     if(defined $self->filter) {
 378         $self->filter->($self);
 379     }
 380
 381     #Reconstruct the packet
 382     $packet = "";
 383     foreach my $record (@{$self->record_list}) {
 384         #We only replay the records for the current flight
 385         if ($record->flight != $self->flight) {
 386             next;
 387         }
 388         $packet .= $record->reconstruct_record($server);
 389     }
 390
 391     $self->{flight} = $self->{flight} + 1;
 392
 393     print "Forwarded packet length = ".length($packet)."\n\n";
 394
 395     return $packet;
 396 }
 397
 398 #Read accessors
 399 sub execute
 400 {
 401     my $self = shift;
 402     return $self->{execute};
 403 }
 404 sub cert
 405 {
 406     my $self = shift;
 407     return $self->{cert};
 408 }
 409 sub debug
 410 {
 411     my $self = shift;
 412     return $self->{debug};
 413 }
 414 sub flight
 415 {
 416     my $self = shift;
 417     return $self->{flight};
 418 }
 419 sub record_list
 420 {
 421     my $self = shift;
 422     return $self->{record_list};
 423 }
 424 sub success
 425 {
 426     my $self = shift;
 427     return $self->{success};
 428 }
 429 sub end
 430 {
 431     my $self = shift;
 432     return $self->{end};
 433 }
 434 sub supports_IPv6
 435 {
 436     my $self = shift;
 437     return $have_IPv6;
 438 }
 439
 440 #Read/write accessors
 441 sub proxy_addr
 442 {
 443     my $self = shift;
 444     if (@_) {
 445         $self->{proxy_addr} = shift;
 446     }
 447     return $self->{proxy_addr};
 448 }
 449 sub proxy_port
 450 {
 451     my $self = shift;
 452     if (@_) {
 453         $self->{proxy_port} = shift;
 454     }
 455     return $self->{proxy_port};
 456 }
 457 sub server_addr
 458 {
 459     my $self = shift;
 460     if (@_) {
 461         $self->{server_addr} = shift;
 462     }
 463     return $self->{server_addr};
 464 }
 465 sub server_port
 466 {
 467     my $self = shift;
 468     if (@_) {
 469         $self->{server_port} = shift;
 470     }
 471     return $self->{server_port};
 472 }
 473 sub filter
 474 {
 475     my $self = shift;
 476     if (@_) {
 477         $self->{filter} = shift;
 478     }
 479     return $self->{filter};
 480 }
 481 sub cipherc
 482 {
 483     my $self = shift;
 484     if (@_) {
 485         $self->{cipherc} = shift;
 486     }
 487     return $self->{cipherc};
 488 }
 489 sub ciphers
 490 {
 491     my $self = shift;
 492     if (@_) {
 493         $self->{ciphers} = shift;
 494     }
 495     return $self->{ciphers};
 496 }
 497 sub serverflags
 498 {
 499     my $self = shift;
 500     if (@_) {
 501         $self->{serverflags} = shift;
 502     }
 503     return $self->{serverflags};
 504 }
 505 sub clientflags
 506 {
 507     my $self = shift;
 508     if (@_) {
 509         $self->{clientflags} = shift;
 510     }
 511     return $self->{clientflags};
 512 }
 513 sub serverconnects
 514 {
 515     my $self = shift;
 516     if (@_) {
 517         $self->{serverconnects} = shift;
 518     }
 519     return $self->{serverconnects};
 520 }
 521 # This is a bit ugly because the caller is responsible for keeping the records
 522 # in sync with the updated message list; simply updating the message list isn't
 523 # sufficient to get the proxy to forward the new message.
 524 # But it does the trick for the one test (test_sslsessiontick) that needs it.
 525 sub message_list
 526 {
 527     my $self = shift;
 528     if (@_) {
 529         $self->{message_list} = shift;
 530     }
 531     return $self->{message_list};
 532 }
 533 sub serverpid
 534 {
 535     my $self = shift;
 536     if (@_) {
 537         $self->{serverpid} = shift;
 538     }
 539     return $self->{serverpid};
 540 }
 541 sub clientpid
 542 {
 543     my $self = shift;
 544     if (@_) {
 545         $self->{clientpid} = shift;
 546     }
 547     return $self->{clientpid};
 548 }
 549
 550 sub fill_known_data
 551 {
 552     my $length = shift;
 553     my $ret = "";
 554     for (my $i = 0; $i < $length; $i++) {
 555         $ret .= chr($i);
 556     }
 557     return $ret;
 558 }
 559
 560 sub is_tls13
 561 {
 562     my $class = shift;
 563     if (@_) {
 564         $is_tls13 = shift;
 565     }
 566     return $is_tls13;
 567 }
 568
 569 sub reneg
 570 {
 571     my $self = shift;
 572     if (@_) {
 573         $self->{reneg} = shift;
 574     }
 575     return $self->{reneg};
 576 }
 577
 578 #Setting a sessionfile means that the client will not close until the given
 579 #file exists. This is useful in TLSv1.3 where otherwise s_client will close
 580 #immediately at the end of the handshake, but before the session has been
 581 #received from the server. A side effect of this is that s_client never sends
 582 #a close_notify, so instead we consider success to be when it sends application
 583 #data over the connection.
 584 sub sessionfile
 585 {
 586     my $self = shift;
 587     if (@_) {
 588         $self->{sessionfile} = shift;
 589         TLSProxy::Message->successondata(1);
 590     }
 591     return $self->{sessionfile};
 592 }
 593
 594 sub ciphersuite
 595 {
 596     my $class = shift;
 597     if (@_) {
 598         $ciphersuite = shift;
 599     }
 600     return $ciphersuite;
 601 }
 602
 603 1;