folly/io/async/SSLContext.cpp

   1 /*
   2  * Copyright 2015 Facebook, Inc.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at
   7  *
   8  *   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 #include "SSLContext.h"
  18
  19 #include <openssl/err.h>
  20 #include <openssl/rand.h>
  21 #include <openssl/ssl.h>
  22 #include <openssl/x509v3.h>
  23
  24 #include <folly/Format.h>
  25 #include <folly/SpinLock.h>
  26
  27 // ---------------------------------------------------------------------
  28 // SSLContext implementation
  29 // ---------------------------------------------------------------------
  30
  31 struct CRYPTO_dynlock_value {
  32   std::mutex mutex;
  33 };
  34
  35 namespace folly {
  36
  37 bool SSLContext::initialized_ = false;
  38
  39 namespace {
  40
  41 std::mutex& initMutex() {
  42   static std::mutex m;
  43   return m;
  44 }
  45
  46 }  // anonymous namespace
  47
  48 #ifdef OPENSSL_NPN_NEGOTIATED
  49 int SSLContext::sNextProtocolsExDataIndex_ = -1;
  50 #endif
  51
  52 // SSLContext implementation
  53 SSLContext::SSLContext(SSLVersion version) {
  54   {
  55     std::lock_guard<std::mutex> g(initMutex());
  56     initializeOpenSSLLocked();
  57   }
  58
  59   ctx_ = SSL_CTX_new(SSLv23_method());
  60   if (ctx_ == nullptr) {
  61     throw std::runtime_error("SSL_CTX_new: " + getErrors());
  62   }
  63
  64   int opt = 0;
  65   switch (version) {
  66     case TLSv1:
  67       opt = SSL_OP_NO_SSLv2 | SSL_OP_NO_SSLv3;
  68       break;
  69     case SSLv3:
  70       opt = SSL_OP_NO_SSLv2;
  71       break;
  72     default:
  73       // do nothing
  74       break;
  75   }
  76   int newOpt = SSL_CTX_set_options(ctx_, opt);
  77   DCHECK((newOpt & opt) == opt);
  78
  79   SSL_CTX_set_mode(ctx_, SSL_MODE_AUTO_RETRY);
  80
  81   checkPeerName_ = false;
  82
  83 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x1000105fL && !defined(OPENSSL_NO_TLSEXT)
  84   SSL_CTX_set_tlsext_servername_callback(ctx_, baseServerNameOpenSSLCallback);
  85   SSL_CTX_set_tlsext_servername_arg(ctx_, this);
  86 #endif
  87 }
  88
  89 SSLContext::~SSLContext() {
  90   if (ctx_ != nullptr) {
  91     SSL_CTX_free(ctx_);
  92     ctx_ = nullptr;
  93   }
  94
  95 #ifdef OPENSSL_NPN_NEGOTIATED
  96   deleteNextProtocolsStrings();
  97 #endif
  98 }
  99
 100 void SSLContext::ciphers(const std::string& ciphers) {
 101   providedCiphersString_ = ciphers;
 102   setCiphersOrThrow(ciphers);
 103 }
 104
 105 void SSLContext::setCiphersOrThrow(const std::string& ciphers) {
 106   int rc = SSL_CTX_set_cipher_list(ctx_, ciphers.c_str());
 107   if (ERR_peek_error() != 0) {
 108     throw std::runtime_error("SSL_CTX_set_cipher_list: " + getErrors());
 109   }
 110   if (rc == 0) {
 111     throw std::runtime_error("None of specified ciphers are supported");
 112   }
 113 }
 114
 115 void SSLContext::setVerificationOption(const SSLContext::SSLVerifyPeerEnum&
 116     verifyPeer) {
 117   CHECK(verifyPeer != SSLVerifyPeerEnum::USE_CTX); // dont recurse
 118   verifyPeer_ = verifyPeer;
 119 }
 120
 121 int SSLContext::getVerificationMode(const SSLContext::SSLVerifyPeerEnum&
 122     verifyPeer) {
 123   CHECK(verifyPeer != SSLVerifyPeerEnum::USE_CTX);
 124   int mode = SSL_VERIFY_NONE;
 125   switch(verifyPeer) {
 126     // case SSLVerifyPeerEnum::USE_CTX: // can't happen
 127     // break;
 128
 129     case SSLVerifyPeerEnum::VERIFY:
 130       mode = SSL_VERIFY_PEER;
 131       break;
 132
 133     case SSLVerifyPeerEnum::VERIFY_REQ_CLIENT_CERT:
 134       mode = SSL_VERIFY_PEER | SSL_VERIFY_FAIL_IF_NO_PEER_CERT;
 135       break;
 136
 137     case SSLVerifyPeerEnum::NO_VERIFY:
 138       mode = SSL_VERIFY_NONE;
 139       break;
 140
 141     default:
 142       break;
 143   }
 144   return mode;
 145 }
 146
 147 int SSLContext::getVerificationMode() {
 148   return getVerificationMode(verifyPeer_);
 149 }
 150
 151 void SSLContext::authenticate(bool checkPeerCert, bool checkPeerName,
 152                               const std::string& peerName) {
 153   int mode;
 154   if (checkPeerCert) {
 155     mode  = SSL_VERIFY_PEER | SSL_VERIFY_FAIL_IF_NO_PEER_CERT | SSL_VERIFY_CLIENT_ONCE;
 156     checkPeerName_ = checkPeerName;
 157     peerFixedName_ = peerName;
 158   } else {
 159     mode = SSL_VERIFY_NONE;
 160     checkPeerName_ = false; // can't check name without cert!
 161     peerFixedName_.clear();
 162   }
 163   SSL_CTX_set_verify(ctx_, mode, nullptr);
 164 }
 165
 166 void SSLContext::loadCertificate(const char* path, const char* format) {
 167   if (path == nullptr || format == nullptr) {
 168     throw std::invalid_argument(
 169          "loadCertificateChain: either <path> or <format> is nullptr");
 170   }
 171   if (strcmp(format, "PEM") == 0) {
 172     if (SSL_CTX_use_certificate_chain_file(ctx_, path) == 0) {
 173       int errnoCopy = errno;
 174       std::string reason("SSL_CTX_use_certificate_chain_file: ");
 175       reason.append(path);
 176       reason.append(": ");
 177       reason.append(getErrors(errnoCopy));
 178       throw std::runtime_error(reason);
 179     }
 180   } else {
 181     throw std::runtime_error("Unsupported certificate format: " + std::string(format));
 182   }
 183 }
 184
 185 void SSLContext::loadPrivateKey(const char* path, const char* format) {
 186   if (path == nullptr || format == nullptr) {
 187     throw std::invalid_argument(
 188          "loadPrivateKey: either <path> or <format> is nullptr");
 189   }
 190   if (strcmp(format, "PEM") == 0) {
 191     if (SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx_, path, SSL_FILETYPE_PEM) == 0) {
 192       throw std::runtime_error("SSL_CTX_use_PrivateKey_file: " + getErrors());
 193     }
 194   } else {
 195     throw std::runtime_error("Unsupported private key format: " + std::string(format));
 196   }
 197 }
 198
 199 void SSLContext::loadTrustedCertificates(const char* path) {
 200   if (path == nullptr) {
 201     throw std::invalid_argument(
 202          "loadTrustedCertificates: <path> is nullptr");
 203   }
 204   if (SSL_CTX_load_verify_locations(ctx_, path, nullptr) == 0) {
 205     throw std::runtime_error("SSL_CTX_load_verify_locations: " + getErrors());
 206   }
 207 }
 208
 209 void SSLContext::loadTrustedCertificates(X509_STORE* store) {
 210   SSL_CTX_set_cert_store(ctx_, store);
 211 }
 212
 213 void SSLContext::loadClientCAList(const char* path) {
 214   auto clientCAs = SSL_load_client_CA_file(path);
 215   if (clientCAs == nullptr) {
 216     LOG(ERROR) << "Unable to load ca file: " << path;
 217     return;
 218   }
 219   SSL_CTX_set_client_CA_list(ctx_, clientCAs);
 220 }
 221
 222 void SSLContext::randomize() {
 223   RAND_poll();
 224 }
 225
 226 void SSLContext::passwordCollector(std::shared_ptr<PasswordCollector> collector) {
 227   if (collector == nullptr) {
 228     LOG(ERROR) << "passwordCollector: ignore invalid password collector";
 229     return;
 230   }
 231   collector_ = collector;
 232   SSL_CTX_set_default_passwd_cb(ctx_, passwordCallback);
 233   SSL_CTX_set_default_passwd_cb_userdata(ctx_, this);
 234 }
 235
 236 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x1000105fL && !defined(OPENSSL_NO_TLSEXT)
 237
 238 void SSLContext::setServerNameCallback(const ServerNameCallback& cb) {
 239   serverNameCb_ = cb;
 240 }
 241
 242 void SSLContext::addClientHelloCallback(const ClientHelloCallback& cb) {
 243   clientHelloCbs_.push_back(cb);
 244 }
 245
 246 int SSLContext::baseServerNameOpenSSLCallback(SSL* ssl, int* al, void* data) {
 247   SSLContext* context = (SSLContext*)data;
 248
 249   if (context == nullptr) {
 250     return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
 251   }
 252
 253   for (auto& cb : context->clientHelloCbs_) {
 254     // Generic callbacks to happen after we receive the Client Hello.
 255     // For example, we use one to switch which cipher we use depending
 256     // on the user's TLS version.  Because the primary purpose of
 257     // baseServerNameOpenSSLCallback is for SNI support, and these callbacks
 258     // are side-uses, we ignore any possible failures other than just logging
 259     // them.
 260     cb(ssl);
 261   }
 262
 263   if (!context->serverNameCb_) {
 264     return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
 265   }
 266
 267   ServerNameCallbackResult ret = context->serverNameCb_(ssl);
 268   switch (ret) {
 269     case SERVER_NAME_FOUND:
 270       return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
 271     case SERVER_NAME_NOT_FOUND:
 272       return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
 273     case SERVER_NAME_NOT_FOUND_ALERT_FATAL:
 274       *al = TLS1_AD_UNRECOGNIZED_NAME;
 275       return SSL_TLSEXT_ERR_ALERT_FATAL;
 276     default:
 277       CHECK(false);
 278   }
 279
 280   return SSL_TLSEXT_ERR_NOACK;
 281 }
 282
 283 void SSLContext::switchCiphersIfTLS11(
 284     SSL* ssl,
 285     const std::string& tls11CipherString) {
 286
 287   CHECK(!tls11CipherString.empty()) << "Shouldn't call if empty alt ciphers";
 288
 289   if (TLS1_get_client_version(ssl) <= TLS1_VERSION) {
 290     // We only do this for TLS v 1.1 and later
 291     return;
 292   }
 293
 294   // Prefer AES for TLS versions 1.1 and later since these are not
 295   // vulnerable to BEAST attacks on AES.  Note that we're setting the
 296   // cipher list on the SSL object, not the SSL_CTX object, so it will
 297   // only last for this request.
 298   int rc = SSL_set_cipher_list(ssl, tls11CipherString.c_str());
 299   if ((rc == 0) || ERR_peek_error() != 0) {
 300     // This shouldn't happen since we checked for this when proxygen
 301     // started up.
 302     LOG(WARNING) << "ssl_cipher: No specified ciphers supported for switch";
 303     SSL_set_cipher_list(ssl, providedCiphersString_.c_str());
 304   }
 305 }
 306 #endif
 307
 308 #ifdef OPENSSL_NPN_NEGOTIATED
 309 bool SSLContext::setAdvertisedNextProtocols(const std::list<std::string>& protocols) {
 310   return setRandomizedAdvertisedNextProtocols({{1, protocols}});
 311 }
 312
 313 bool SSLContext::setRandomizedAdvertisedNextProtocols(
 314     const std::list<NextProtocolsItem>& items) {
 315   unsetNextProtocols();
 316   if (items.size() == 0) {
 317     return false;
 318   }
 319   int total_weight = 0;
 320   for (const auto &item : items) {
 321     if (item.protocols.size() == 0) {
 322       continue;
 323     }
 324     AdvertisedNextProtocolsItem advertised_item;
 325     advertised_item.length = 0;
 326     for (const auto& proto : item.protocols) {
 327       ++advertised_item.length;
 328       unsigned protoLength = proto.length();
 329       if (protoLength >= 256) {
 330         deleteNextProtocolsStrings();
 331         return false;
 332       }
 333       advertised_item.length += protoLength;
 334     }
 335     advertised_item.protocols = new unsigned char[advertised_item.length];
 336     if (!advertised_item.protocols) {
 337       throw std::runtime_error("alloc failure");
 338     }
 339     unsigned char* dst = advertised_item.protocols;
 340     for (auto& proto : item.protocols) {
 341       unsigned protoLength = proto.length();
 342       *dst++ = (unsigned char)protoLength;
 343       memcpy(dst, proto.data(), protoLength);
 344       dst += protoLength;
 345     }
 346     total_weight += item.weight;
 347     advertised_item.probability = item.weight;
 348     advertisedNextProtocols_.push_back(advertised_item);
 349   }
 350   if (total_weight == 0) {
 351     deleteNextProtocolsStrings();
 352     return false;
 353   }
 354   for (auto &advertised_item : advertisedNextProtocols_) {
 355     advertised_item.probability /= total_weight;
 356   }
 357   SSL_CTX_set_next_protos_advertised_cb(
 358     ctx_, advertisedNextProtocolCallback, this);
 359   SSL_CTX_set_next_proto_select_cb(
 360     ctx_, selectNextProtocolCallback, this);
 361   return true;
 362 }
 363
 364 void SSLContext::deleteNextProtocolsStrings() {
 365   for (auto protocols : advertisedNextProtocols_) {
 366     delete[] protocols.protocols;
 367   }
 368   advertisedNextProtocols_.clear();
 369 }
 370
 371 void SSLContext::unsetNextProtocols() {
 372   deleteNextProtocolsStrings();
 373   SSL_CTX_set_next_protos_advertised_cb(ctx_, nullptr, nullptr);
 374   SSL_CTX_set_next_proto_select_cb(ctx_, nullptr, nullptr);
 375 }
 376
 377 int SSLContext::advertisedNextProtocolCallback(SSL* ssl,
 378       const unsigned char** out, unsigned int* outlen, void* data) {
 379   SSLContext* context = (SSLContext*)data;
 380   if (context == nullptr || context->advertisedNextProtocols_.empty()) {
 381     *out = nullptr;
 382     *outlen = 0;
 383   } else if (context->advertisedNextProtocols_.size() == 1) {
 384     *out = context->advertisedNextProtocols_[0].protocols;
 385     *outlen = context->advertisedNextProtocols_[0].length;
 386   } else {
 387     uintptr_t selected_index = reinterpret_cast<uintptr_t>(SSL_get_ex_data(ssl,
 388           sNextProtocolsExDataIndex_));
 389     if (selected_index) {
 390       --selected_index;
 391       *out = context->advertisedNextProtocols_[selected_index].protocols;
 392       *outlen = context->advertisedNextProtocols_[selected_index].length;
 393     } else {
 394       unsigned char random_byte;
 395       RAND_bytes(&random_byte, 1);
 396       double random_value = random_byte / 255.0;
 397       double sum = 0;
 398       for (size_t i = 0; i < context->advertisedNextProtocols_.size(); ++i) {
 399         sum += context->advertisedNextProtocols_[i].probability;
 400         if (sum < random_value &&
 401             i + 1 < context->advertisedNextProtocols_.size()) {
 402           continue;
 403         }
 404         uintptr_t selected = i + 1;
 405         SSL_set_ex_data(ssl, sNextProtocolsExDataIndex_, (void *)selected);
 406         *out = context->advertisedNextProtocols_[i].protocols;
 407         *outlen = context->advertisedNextProtocols_[i].length;
 408         break;
 409       }
 410     }
 411   }
 412   return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
 413 }
 414
 415 #if defined(SSL_MODE_HANDSHAKE_CUTTHROUGH) && \
 416   FOLLY_SSLCONTEXT_USE_TLS_FALSE_START
 417 SSLContext::SSLFalseStartChecker::SSLFalseStartChecker() :
 418   ciphers_{
 419     TLS1_CK_DHE_DSS_WITH_AES_128_SHA,
 420     TLS1_CK_DHE_RSA_WITH_AES_128_SHA,
 421     TLS1_CK_DHE_DSS_WITH_AES_256_SHA,
 422     TLS1_CK_DHE_RSA_WITH_AES_256_SHA,
 423     TLS1_CK_DHE_DSS_WITH_AES_128_SHA256,
 424     TLS1_CK_DHE_RSA_WITH_AES_128_SHA256,
 425     TLS1_CK_DHE_DSS_WITH_AES_256_SHA256,
 426     TLS1_CK_DHE_RSA_WITH_AES_256_SHA256,
 427     TLS1_CK_DHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
 428     TLS1_CK_DHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
 429     TLS1_CK_DHE_DSS_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
 430     TLS1_CK_DHE_DSS_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
 431     TLS1_CK_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA,
 432     TLS1_CK_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA,
 433     TLS1_CK_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA,
 434     TLS1_CK_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA,
 435     TLS1_CK_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_SHA256,
 436     TLS1_CK_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_SHA384,
 437     TLS1_CK_ECDH_ECDSA_WITH_AES_128_SHA256,
 438     TLS1_CK_ECDH_ECDSA_WITH_AES_256_SHA384,
 439     TLS1_CK_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_SHA256,
 440     TLS1_CK_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_SHA384,
 441     TLS1_CK_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
 442     TLS1_CK_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
 443     TLS1_CK_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
 444     TLS1_CK_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
 445   } {
 446   length_ = sizeof(ciphers_)/sizeof(ciphers_[0]);
 447   width_ = sizeof(ciphers_[0]);
 448   qsort(ciphers_, length_, width_, compare_ulong);
 449 }
 450
 451 bool SSLContext::SSLFalseStartChecker::canUseFalseStartWithCipher(
 452   const SSL_CIPHER *cipher) {
 453   unsigned long cid = cipher->id;
 454   unsigned long *r =
 455     (unsigned long*)bsearch(&cid, ciphers_, length_, width_, compare_ulong);
 456   return r != nullptr;
 457 }
 458
 459 int
 460 SSLContext::SSLFalseStartChecker::compare_ulong(const void *x, const void *y) {
 461   if (*(unsigned long *)x < *(unsigned long *)y) {
 462     return -1;
 463   }
 464   if (*(unsigned long *)x > *(unsigned long *)y) {
 465     return 1;
 466   }
 467   return 0;
 468 };
 469
 470 bool SSLContext::canUseFalseStartWithCipher(const SSL_CIPHER *cipher) {
 471   return falseStartChecker_.canUseFalseStartWithCipher(cipher);
 472 }
 473 #endif
 474
 475 int SSLContext::selectNextProtocolCallback(
 476   SSL* ssl, unsigned char **out, unsigned char *outlen,
 477   const unsigned char *server, unsigned int server_len, void *data) {
 478
 479   SSLContext* ctx = (SSLContext*)data;
 480   if (ctx->advertisedNextProtocols_.size() > 1) {
 481     VLOG(3) << "SSLContext::selectNextProcolCallback() "
 482             << "client should be deterministic in selecting protocols.";
 483   }
 484
 485   unsigned char *client;
 486   unsigned int client_len;
 487   bool filtered = false;
 488   auto cpf = ctx->getClientProtocolFilterCallback();
 489   if (cpf) {
 490     filtered = (*cpf)(&client, &client_len, server, server_len);
 491   }
 492
 493   if (!filtered) {
 494     if (ctx->advertisedNextProtocols_.empty()) {
 495       client = (unsigned char *) "";
 496       client_len = 0;
 497     } else {
 498       client = ctx->advertisedNextProtocols_[0].protocols;
 499       client_len = ctx->advertisedNextProtocols_[0].length;
 500     }
 501   }
 502
 503   int retval = SSL_select_next_proto(out, outlen, server, server_len,
 504                                      client, client_len);
 505   if (retval != OPENSSL_NPN_NEGOTIATED) {
 506     VLOG(3) << "SSLContext::selectNextProcolCallback() "
 507             << "unable to pick a next protocol.";
 508 #if defined(SSL_MODE_HANDSHAKE_CUTTHROUGH) && \
 509   FOLLY_SSLCONTEXT_USE_TLS_FALSE_START
 510   } else {
 511     const SSL_CIPHER *cipher = ssl->s3->tmp.new_cipher;
 512     if (cipher && ctx->canUseFalseStartWithCipher(cipher)) {
 513       SSL_set_mode(ssl, SSL_MODE_HANDSHAKE_CUTTHROUGH);
 514     }
 515 #endif
 516   }
 517   return SSL_TLSEXT_ERR_OK;
 518 }
 519 #endif // OPENSSL_NPN_NEGOTIATED
 520
 521 SSL* SSLContext::createSSL() const {
 522   SSL* ssl = SSL_new(ctx_);
 523   if (ssl == nullptr) {
 524     throw std::runtime_error("SSL_new: " + getErrors());
 525   }
 526   return ssl;
 527 }
 528
 529 /**
 530  * Match a name with a pattern. The pattern may include wildcard. A single
 531  * wildcard "*" can match up to one component in the domain name.
 532  *
 533  * @param  host    Host name, typically the name of the remote host
 534  * @param  pattern Name retrieved from certificate
 535  * @param  size    Size of "pattern"
 536  * @return True, if "host" matches "pattern". False otherwise.
 537  */
 538 bool SSLContext::matchName(const char* host, const char* pattern, int size) {
 539   bool match = false;
 540   int i = 0, j = 0;
 541   while (i < size && host[j] != '\0') {
 542     if (toupper(pattern[i]) == toupper(host[j])) {
 543       i++;
 544       j++;
 545       continue;
 546     }
 547     if (pattern[i] == '*') {
 548       while (host[j] != '.' && host[j] != '\0') {
 549         j++;
 550       }
 551       i++;
 552       continue;
 553     }
 554     break;
 555   }
 556   if (i == size && host[j] == '\0') {
 557     match = true;
 558   }
 559   return match;
 560 }
 561
 562 int SSLContext::passwordCallback(char* password,
 563                                  int size,
 564                                  int,
 565                                  void* data) {
 566   SSLContext* context = (SSLContext*)data;
 567   if (context == nullptr || context->passwordCollector() == nullptr) {
 568     return 0;
 569   }
 570   std::string userPassword;
 571   // call user defined password collector to get password
 572   context->passwordCollector()->getPassword(userPassword, size);
 573   int length = userPassword.size();
 574   if (length > size) {
 575     length = size;
 576   }
 577   strncpy(password, userPassword.c_str(), length);
 578   return length;
 579 }
 580
 581 struct SSLLock {
 582   explicit SSLLock(
 583     SSLContext::SSLLockType inLockType = SSLContext::LOCK_MUTEX) :
 584       lockType(inLockType) {
 585   }
 586
 587   void lock() {
 588     if (lockType == SSLContext::LOCK_MUTEX) {
 589       mutex.lock();
 590     } else if (lockType == SSLContext::LOCK_SPINLOCK) {
 591       spinLock.lock();
 592     }
 593     // lockType == LOCK_NONE, no-op
 594   }
 595
 596   void unlock() {
 597     if (lockType == SSLContext::LOCK_MUTEX) {
 598       mutex.unlock();
 599     } else if (lockType == SSLContext::LOCK_SPINLOCK) {
 600       spinLock.unlock();
 601     }
 602     // lockType == LOCK_NONE, no-op
 603   }
 604
 605   SSLContext::SSLLockType lockType;
 606   folly::SpinLock spinLock{};
 607   std::mutex mutex;
 608 };
 609
 610 // Statics are unsafe in environments that call exit().
 611 // If one thread calls exit() while another thread is
 612 // references a member of SSLContext, bad things can happen.
 613 // SSLContext runs in such environments.
 614 // Instead of declaring a static member we "new" the static
 615 // member so that it won't be destructed on exit().
 616 static std::unique_ptr<SSLLock[]>& locks() {
 617   static auto locksInst = new std::unique_ptr<SSLLock[]>();
 618   return *locksInst;
 619 }
 620
 621 static std::map<int, SSLContext::SSLLockType>& lockTypes() {
 622   static auto lockTypesInst = new std::map<int, SSLContext::SSLLockType>();
 623   return *lockTypesInst;
 624 }
 625
 626 static void callbackLocking(int mode, int n, const char*, int) {
 627   if (mode & CRYPTO_LOCK) {
 628     locks()[n].lock();
 629   } else {
 630     locks()[n].unlock();
 631   }
 632 }
 633
 634 static unsigned long callbackThreadID() {
 635   return static_cast<unsigned long>(
 636 #ifdef __APPLE__
 637     pthread_mach_thread_np(pthread_self())
 638 #else
 639     pthread_self()
 640 #endif
 641   );
 642 }
 643
 644 static CRYPTO_dynlock_value* dyn_create(const char*, int) {
 645   return new CRYPTO_dynlock_value;
 646 }
 647
 648 static void dyn_lock(int mode,
 649                      struct CRYPTO_dynlock_value* lock,
 650                      const char*, int) {
 651   if (lock != nullptr) {
 652     if (mode & CRYPTO_LOCK) {
 653       lock->mutex.lock();
 654     } else {
 655       lock->mutex.unlock();
 656     }
 657   }
 658 }
 659
 660 static void dyn_destroy(struct CRYPTO_dynlock_value* lock, const char*, int) {
 661   delete lock;
 662 }
 663
 664 void SSLContext::setSSLLockTypes(std::map<int, SSLLockType> inLockTypes) {
 665   lockTypes() = inLockTypes;
 666 }
 667
 668 void SSLContext::markInitialized() {
 669   std::lock_guard<std::mutex> g(initMutex());
 670   initialized_ = true;
 671 }
 672
 673 void SSLContext::initializeOpenSSL() {
 674   std::lock_guard<std::mutex> g(initMutex());
 675   initializeOpenSSLLocked();
 676 }
 677
 678 void SSLContext::initializeOpenSSLLocked() {
 679   if (initialized_) {
 680     return;
 681   }
 682   SSL_library_init();
 683   SSL_load_error_strings();
 684   ERR_load_crypto_strings();
 685   // static locking
 686   locks().reset(new SSLLock[::CRYPTO_num_locks()]);
 687   for (auto it: lockTypes()) {
 688     locks()[it.first].lockType = it.second;
 689   }
 690   CRYPTO_set_id_callback(callbackThreadID);
 691   CRYPTO_set_locking_callback(callbackLocking);
 692   // dynamic locking
 693   CRYPTO_set_dynlock_create_callback(dyn_create);
 694   CRYPTO_set_dynlock_lock_callback(dyn_lock);
 695   CRYPTO_set_dynlock_destroy_callback(dyn_destroy);
 696   randomize();
 697 #ifdef OPENSSL_NPN_NEGOTIATED
 698   sNextProtocolsExDataIndex_ = SSL_get_ex_new_index(0,
 699       (void*)"Advertised next protocol index", nullptr, nullptr, nullptr);
 700 #endif
 701   initialized_ = true;
 702 }
 703
 704 void SSLContext::cleanupOpenSSL() {
 705   std::lock_guard<std::mutex> g(initMutex());
 706   cleanupOpenSSLLocked();
 707 }
 708
 709 void SSLContext::cleanupOpenSSLLocked() {
 710   if (!initialized_) {
 711     return;
 712   }
 713
 714   CRYPTO_set_id_callback(nullptr);
 715   CRYPTO_set_locking_callback(nullptr);
 716   CRYPTO_set_dynlock_create_callback(nullptr);
 717   CRYPTO_set_dynlock_lock_callback(nullptr);
 718   CRYPTO_set_dynlock_destroy_callback(nullptr);
 719   CRYPTO_cleanup_all_ex_data();
 720   ERR_free_strings();
 721   EVP_cleanup();
 722   ERR_remove_state(0);
 723   locks().reset();
 724   initialized_ = false;
 725 }
 726
 727 void SSLContext::setOptions(long options) {
 728   long newOpt = SSL_CTX_set_options(ctx_, options);
 729   if ((newOpt & options) != options) {
 730     throw std::runtime_error("SSL_CTX_set_options failed");
 731   }
 732 }
 733
 734 std::string SSLContext::getErrors(int errnoCopy) {
 735   std::string errors;
 736   unsigned long  errorCode;
 737   char   message[256];
 738
 739   errors.reserve(512);
 740   while ((errorCode = ERR_get_error()) != 0) {
 741     if (!errors.empty()) {
 742       errors += "; ";
 743     }
 744     const char* reason = ERR_reason_error_string(errorCode);
 745     if (reason == nullptr) {
 746       snprintf(message, sizeof(message) - 1, "SSL error # %lu", errorCode);
 747       reason = message;
 748     }
 749     errors += reason;
 750   }
 751   if (errors.empty()) {
 752     errors = "error code: " + folly::to<std::string>(errnoCopy);
 753   }
 754   return errors;
 755 }
 756
 757 std::ostream&
 758 operator<<(std::ostream& os, const PasswordCollector& collector) {
 759   os << collector.describe();
 760   return os;
 761 }
 762
 763 bool OpenSSLUtils::getPeerAddressFromX509StoreCtx(X509_STORE_CTX* ctx,
 764                                                   sockaddr_storage* addrStorage,
 765                                                   socklen_t* addrLen) {
 766   // Grab the ssl idx and then the ssl object so that we can get the peer
 767   // name to compare against the ips in the subjectAltName
 768   auto sslIdx = SSL_get_ex_data_X509_STORE_CTX_idx();
 769   auto ssl =
 770     reinterpret_cast<SSL*>(X509_STORE_CTX_get_ex_data(ctx, sslIdx));
 771   int fd = SSL_get_fd(ssl);
 772   if (fd < 0) {
 773     LOG(ERROR) << "Inexplicably couldn't get fd from SSL";
 774     return false;
 775   }
 776
 777   *addrLen = sizeof(*addrStorage);
 778   if (getpeername(fd, reinterpret_cast<sockaddr*>(addrStorage), addrLen) != 0) {
 779     PLOG(ERROR) << "Unable to get peer name";
 780     return false;
 781   }
 782   CHECK(*addrLen <= sizeof(*addrStorage));
 783   return true;
 784 }
 785
 786 bool OpenSSLUtils::validatePeerCertNames(X509* cert,
 787                                          const sockaddr* addr,
 788                                          socklen_t addrLen) {
 789   // Try to extract the names within the SAN extension from the certificate
 790   auto altNames =
 791     reinterpret_cast<STACK_OF(GENERAL_NAME)*>(
 792         X509_get_ext_d2i(cert, NID_subject_alt_name, nullptr, nullptr));
 793   SCOPE_EXIT {
 794     if (altNames != nullptr) {
 795       sk_GENERAL_NAME_pop_free(altNames, GENERAL_NAME_free);
 796     }
 797   };
 798   if (altNames == nullptr) {
 799     LOG(WARNING) << "No subjectAltName provided and we only support ip auth";
 800     return false;
 801   }
 802
 803   const sockaddr_in* addr4 = nullptr;
 804   const sockaddr_in6* addr6 = nullptr;
 805   if (addr != nullptr) {
 806     if (addr->sa_family == AF_INET) {
 807       addr4 = reinterpret_cast<const sockaddr_in*>(addr);
 808     } else if (addr->sa_family == AF_INET6) {
 809       addr6 = reinterpret_cast<const sockaddr_in6*>(addr);
 810     } else {
 811       LOG(FATAL) << "Unsupported sockaddr family: " << addr->sa_family;
 812     }
 813   }
 814
 815
 816   for (int i = 0; i < sk_GENERAL_NAME_num(altNames); i++) {
 817     auto name = sk_GENERAL_NAME_value(altNames, i);
 818     if ((addr4 != nullptr || addr6 != nullptr) && name->type == GEN_IPADD) {
 819       // Extra const-ness for paranoia
 820       unsigned char const * const rawIpStr = name->d.iPAddress->data;
 821       int const rawIpLen = name->d.iPAddress->length;
 822
 823       if (rawIpLen == 4 && addr4 != nullptr) {
 824         if (::memcmp(rawIpStr, &addr4->sin_addr, rawIpLen) == 0) {
 825           return true;
 826         }
 827       } else if (rawIpLen == 16 && addr6 != nullptr) {
 828         if (::memcmp(rawIpStr, &addr6->sin6_addr, rawIpLen) == 0) {
 829           return true;
 830         }
 831       } else if (rawIpLen != 4 && rawIpLen != 16) {
 832         LOG(WARNING) << "Unexpected IP length: " << rawIpLen;
 833       }
 834     }
 835   }
 836
 837   LOG(WARNING) << "Unable to match client cert against alt name ip";
 838   return false;
 839 }
 840
 841
 842 } // folly