www.tinc-vpn.org Git - tinc/blob - src/sptps_test.c

   1 /*
   2     sptps_test.c -- Simple Peer-to-Peer Security test program
   3     Copyright (C) 2011-2022 Guus Sliepen <guus@tinc-vpn.org>
   4
   5     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   8     (at your option) any later version.
   9
  10     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13     GNU General Public License for more details.
  14
  15     You should have received a copy of the GNU General Public License along
  16     with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  17     51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  18 */
  19
  20 #include "system.h"
  21
  22 #ifdef HAVE_LINUX
  23 #include <linux/if_tun.h>
  24 #endif
  25
  26 #include "crypto.h"
  27 #include "ecdsa.h"
  28 #include "meta.h"
  29 #include "protocol.h"
  30 #include "sptps.h"
  31 #include "utils.h"
  32 #include "names.h"
  33 #include "random.h"
  34
  35 #ifndef HAVE_WINDOWS
  36 #define closesocket(s) close(s)
  37 #endif
  38
  39 // Symbols necessary to link with logger.o
  40 bool send_request(struct connection_t *c, const char *msg, ...) {
  41         (void)c;
  42         (void)msg;
  43         return false;
  44 }
  45
  46 list_t connection_list;
  47
  48 bool send_meta(struct connection_t *c, const void *msg, size_t len) {
  49         (void)c;
  50         (void)msg;
  51         (void)len;
  52         return false;
  53 }
  54
  55 bool do_detach = false;
  56 struct timeval now;
  57
  58 static bool special;
  59 static bool verbose;
  60 static bool readonly;
  61 static bool writeonly;
  62 static int in = 0;
  63 static int out = 1;
  64 int addressfamily = AF_UNSPEC;
  65
  66 static bool send_data(void *handle, uint8_t type, const void *data, size_t len) {
  67         (void)type;
  68         char *hex = alloca(len * 2 + 1);
  69         bin2hex(data, hex, len);
  70
  71         if(verbose) {
  72                 fprintf(stderr, "Sending %lu bytes of data:\n%s\n", (unsigned long)len, hex);
  73         }
  74
  75         const int *sock = handle;
  76         const char *p = data;
  77
  78         while(len) {
  79                 ssize_t sent = send(*sock, p, len, 0);
  80
  81                 if(sent <= 0) {
  82                         fprintf(stderr, "Error sending data: %s\n", strerror(errno));
  83                         return false;
  84                 }
  85
  86                 p += sent;
  87                 len -= sent;
  88         }
  89
  90         return true;
  91 }
  92
  93 static bool receive_record(void *handle, uint8_t type, const void *data, uint16_t len) {
  94         (void)handle;
  95
  96         if(verbose) {
  97                 fprintf(stderr, "Received type %d record of %u bytes:\n", type, len);
  98         }
  99
 100         if(writeonly) {
 101                 return true;
 102         }
 103
 104         const char *p = data;
 105
 106         while(len) {
 107                 ssize_t written = write(out, p, len);
 108
 109                 if(written <= 0) {
 110                         fprintf(stderr, "Error writing received data: %s\n", strerror(errno));
 111                         return false;
 112                 }
 113
 114                 p += written;
 115                 len -= written;
 116         }
 117
 118         return true;
 119 }
 120
 121 static struct option const long_options[] = {
 122         {"datagram", no_argument, NULL, 'd'},
 123         {"quit", no_argument, NULL, 'q'},
 124         {"readonly", no_argument, NULL, 'r'},
 125         {"writeonly", no_argument, NULL, 'w'},
 126         {"packet-loss", required_argument, NULL, 'L'},
 127         {"replay-window", required_argument, NULL, 'W'},
 128         {"special", no_argument, NULL, 's'},
 129         {"verbose", required_argument, NULL, 'v'},
 130         {"help", no_argument, NULL, 1},
 131         {NULL, 0, NULL, 0}
 132 };
 133
 134 static void usage(void) {
 135         static const char *message =
 136                 "Usage: %s [options] my_ed25519_key_file his_ed25519_key_file [host] port\n"
 137                 "\n"
 138                 "Valid options are:\n"
 139                 "  -d, --datagram          Enable datagram mode.\n"
 140                 "  -q, --quit              Quit when EOF occurs on stdin.\n"
 141                 "  -r, --readonly          Only send data from the socket to stdout.\n"
 142 #ifdef HAVE_LINUX
 143                 "  -t, --tun               Use a tun device instead of stdio.\n"
 144 #endif
 145                 "  -w, --writeonly         Only send data from stdin to the socket.\n"
 146                 "  -L, --packet-loss RATE  Fake packet loss of RATE percent.\n"
 147                 "  -R, --replay-window N   Set replay window to N bytes.\n"
 148                 "  -s, --special           Enable special handling of lines starting with #, ^ and $.\n"
 149                 "  -v, --verbose           Display debug messages.\n"
 150                 "  -4                      Use IPv4.\n"
 151                 "  -6                      Use IPv6.\n"
 152                 "\n"
 153                 "Report bugs to tinc@tinc-vpn.org.\n";
 154
 155         fprintf(stderr, message, program_name);
 156 }
 157
 158 #ifdef HAVE_WINDOWS
 159
 160 int stdin_sock_fd = -1;
 161
 162 // Windows does not allow calling select() on anything but sockets. Therefore,
 163 // to keep the same code as on other operating systems, we have to put a
 164 // separate thread between the stdin and the sptps loop way below. This thread
 165 // reads stdin and sends its content to the main thread through a TCP socket,
 166 // which can be properly select()'ed.
 167 static DWORD WINAPI stdin_reader_thread(LPVOID arg) {
 168         struct sockaddr_in sa;
 169         socklen_t sa_size = sizeof(sa);
 170
 171         while(true) {
 172                 int peer_fd = accept(stdin_sock_fd, (struct sockaddr *) &sa, &sa_size);
 173
 174                 if(peer_fd < 0) {
 175                         fprintf(stderr, "accept() failed: %s\n", strerror(errno));
 176                         continue;
 177                 }
 178
 179                 if(verbose) {
 180                         fprintf(stderr, "New connection received from :%d\n", ntohs(sa.sin_port));
 181                 }
 182
 183                 char buf[1024];
 184                 ssize_t nread;
 185
 186                 while((nread = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf))) > 0) {
 187                         if(verbose) {
 188                                 fprintf(stderr, "Read %lld bytes from input\n", nread);
 189                         }
 190
 191                         char *start = buf;
 192                         ssize_t nleft = nread;
 193
 194                         while(nleft) {
 195                                 ssize_t nsend = send(peer_fd, start, nleft, 0);
 196
 197                                 if(nsend < 0) {
 198                                         if(sockwouldblock(sockerrno)) {
 199                                                 continue;
 200                                         }
 201
 202                                         break;
 203                                 }
 204
 205                                 start += nsend;
 206                                 nleft -= nsend;
 207                         }
 208
 209                         if(nleft) {
 210                                 fprintf(stderr, "Could not send data: %s\n", strerror(errno));
 211                                 break;
 212                         }
 213
 214                         if(verbose) {
 215                                 fprintf(stderr, "Sent %lld bytes to peer\n", nread);
 216                         }
 217                 }
 218
 219                 closesocket(peer_fd);
 220         }
 221
 222         closesocket(stdin_sock_fd);
 223         stdin_sock_fd = -1;
 224         return 0;
 225 }
 226
 227 static int start_input_reader(void) {
 228         if(stdin_sock_fd != -1) {
 229                 fprintf(stderr, "stdin thread can only be started once.\n");
 230                 return -1;
 231         }
 232
 233         stdin_sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 234
 235         if(stdin_sock_fd < 0) {
 236                 fprintf(stderr, "Could not create server socket: %s\n", strerror(errno));
 237                 return -1;
 238         }
 239
 240         struct sockaddr_in serv_sa;
 241
 242         memset(&serv_sa, 0, sizeof(serv_sa));
 243
 244         serv_sa.sin_family = AF_INET;
 245
 246         serv_sa.sin_addr.s_addr = htonl(0x7f000001); // 127.0.0.1
 247
 248         int res = bind(stdin_sock_fd, (struct sockaddr *)&serv_sa, sizeof(serv_sa));
 249
 250         if(res < 0) {
 251                 fprintf(stderr, "Could not bind socket: %s\n", strerror(errno));
 252                 goto server_err;
 253         }
 254
 255         if(listen(stdin_sock_fd, 1) < 0) {
 256                 fprintf(stderr, "Could not listen: %s\n", strerror(errno));
 257                 goto server_err;
 258         }
 259
 260         struct sockaddr_in connect_sa;
 261
 262         socklen_t addr_len = sizeof(connect_sa);
 263
 264         if(getsockname(stdin_sock_fd, (struct sockaddr *)&connect_sa, &addr_len) < 0) {
 265                 fprintf(stderr, "Could not determine the address of the stdin thread socket\n");
 266                 goto server_err;
 267         }
 268
 269         if(verbose) {
 270                 fprintf(stderr, "stdin thread is listening on :%d\n", ntohs(connect_sa.sin_port));
 271         }
 272
 273         if(!CreateThread(NULL, 0, stdin_reader_thread, NULL, 0, NULL)) {
 274                 fprintf(stderr, "Could not start reader thread: %d\n", GetLastError());
 275                 goto server_err;
 276         }
 277
 278         int client_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 279
 280         if(client_fd < 0) {
 281                 fprintf(stderr, "Could not create client socket: %s\n", strerror(errno));
 282                 return -1;
 283         }
 284
 285         if(connect(client_fd, (struct sockaddr *)&connect_sa, sizeof(connect_sa)) < 0) {
 286                 fprintf(stderr, "Could not connect: %s\n", strerror(errno));
 287                 closesocket(client_fd);
 288                 return -1;
 289         }
 290
 291         return client_fd;
 292
 293 server_err:
 294
 295         if(stdin_sock_fd != -1) {
 296                 closesocket(stdin_sock_fd);
 297                 stdin_sock_fd = -1;
 298         }
 299
 300         return -1;
 301 }
 302
 303 #endif // HAVE_WINDOWS
 304
 305 static void print_listening_msg(int sock) {
 306         sockaddr_t sa = {0};
 307         socklen_t salen = sizeof(sa);
 308         int port = 0;
 309
 310         if(!getsockname(sock, &sa.sa, &salen)) {
 311                 port = ntohs(sa.in.sin_port);
 312         }
 313
 314         fprintf(stderr, "Listening on %d...\n", port);
 315         fflush(stderr);
 316 }
 317
 318 static int run_test(int argc, char *argv[]) {
 319         program_name = argv[0];
 320         bool initiator = false;
 321         bool datagram = false;
 322 #ifdef HAVE_LINUX
 323         bool tun = false;
 324 #endif
 325         int packetloss = 0;
 326         int r;
 327         int option_index = 0;
 328         bool quit = false;
 329
 330         while((r = getopt_long(argc, argv, "dqrstwL:W:v46", long_options, &option_index)) != EOF) {
 331                 switch(r) {
 332                 case 0:   /* long option */
 333                         break;
 334
 335                 case 'd': /* datagram mode */
 336                         datagram = true;
 337                         break;
 338
 339                 case 'q': /* close connection on EOF from stdin */
 340                         quit = true;
 341                         break;
 342
 343                 case 'r': /* read only */
 344                         readonly = true;
 345                         break;
 346
 347                 case 't': /* read only */
 348 #ifdef HAVE_LINUX
 349                         tun = true;
 350 #else
 351                         fprintf(stderr, "--tun is only supported on Linux.\n");
 352                         usage();
 353                         return 1;
 354 #endif
 355                         break;
 356
 357                 case 'w': /* write only */
 358                         writeonly = true;
 359                         break;
 360
 361                 case 'L': /* packet loss rate */
 362                         packetloss = atoi(optarg);
 363                         break;
 364
 365                 case 'W': /* replay window size */
 366                         sptps_replaywin = atoi(optarg);
 367                         break;
 368
 369                 case 'v': /* be verbose */
 370                         verbose = true;
 371                         break;
 372
 373                 case 's': /* special character handling */
 374                         special = true;
 375                         break;
 376
 377                 case '?': /* wrong options */
 378                         usage();
 379                         return 1;
 380
 381                 case '4': /* IPv4 */
 382                         addressfamily = AF_INET;
 383                         break;
 384
 385                 case '6': /* IPv6 */
 386                         addressfamily = AF_INET6;
 387                         break;
 388
 389                 case 1: /* help */
 390                         usage();
 391                         return 0;
 392
 393                 default:
 394                         break;
 395                 }
 396         }
 397
 398         argc -= optind - 1;
 399         argv += optind - 1;
 400
 401         if(argc < 4 || argc > 5) {
 402                 fprintf(stderr, "Wrong number of arguments.\n");
 403                 usage();
 404                 return 1;
 405         }
 406
 407         if(argc > 4) {
 408                 initiator = true;
 409         }
 410
 411 #ifdef HAVE_LINUX
 412
 413         if(tun) {
 414                 in = out = open("/dev/net/tun", O_RDWR | O_NONBLOCK);
 415
 416                 if(in < 0) {
 417                         fprintf(stderr, "Could not open tun device: %s\n", strerror(errno));
 418                         return 1;
 419                 }
 420
 421                 struct ifreq ifr = {
 422                         .ifr_flags = IFF_TUN
 423                 };
 424
 425                 if(ioctl(in, TUNSETIFF, &ifr)) {
 426                         fprintf(stderr, "Could not configure tun interface: %s\n", strerror(errno));
 427                         return 1;
 428                 }
 429
 430                 ifr.ifr_name[IFNAMSIZ - 1] = 0;
 431                 fprintf(stderr, "Using tun interface %s\n", ifr.ifr_name);
 432         }
 433
 434 #endif
 435
 436 #ifdef HAVE_WINDOWS
 437         static struct WSAData wsa_state;
 438
 439         if(WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsa_state)) {
 440                 return 1;
 441         }
 442
 443 #endif
 444
 445         struct addrinfo *ai, hint;
 446         memset(&hint, 0, sizeof(hint));
 447
 448         hint.ai_family = addressfamily;
 449         hint.ai_socktype = datagram ? SOCK_DGRAM : SOCK_STREAM;
 450         hint.ai_protocol = datagram ? IPPROTO_UDP : IPPROTO_TCP;
 451         hint.ai_flags = initiator ? 0 : AI_PASSIVE;
 452
 453         if(getaddrinfo(initiator ? argv[3] : NULL, initiator ? argv[4] : argv[3], &hint, &ai) || !ai) {
 454                 fprintf(stderr, "getaddrinfo() failed: %s\n", sockstrerror(sockerrno));
 455                 return 1;
 456         }
 457
 458         int sock = socket(ai->ai_family, ai->ai_socktype, ai->ai_protocol);
 459
 460         if(sock < 0) {
 461                 fprintf(stderr, "Could not create socket: %s\n", sockstrerror(sockerrno));
 462                 freeaddrinfo(ai);
 463                 return 1;
 464         }
 465
 466         int one = 1;
 467         setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (void *)&one, sizeof(one));
 468
 469         if(initiator) {
 470                 int res = connect(sock, ai->ai_addr, ai->ai_addrlen);
 471
 472                 freeaddrinfo(ai);
 473                 ai = NULL;
 474
 475                 if(res) {
 476                         fprintf(stderr, "Could not connect to peer: %s\n", sockstrerror(sockerrno));
 477                         return 1;
 478                 }
 479
 480                 fprintf(stderr, "Connected\n");
 481         } else {
 482                 int res = bind(sock, ai->ai_addr, ai->ai_addrlen);
 483
 484                 freeaddrinfo(ai);
 485                 ai = NULL;
 486
 487                 if(res) {
 488                         fprintf(stderr, "Could not bind socket: %s\n", sockstrerror(sockerrno));
 489                         return 1;
 490                 }
 491
 492                 if(!datagram) {
 493                         if(listen(sock, 1)) {
 494                                 fprintf(stderr, "Could not listen on socket: %s\n", sockstrerror(sockerrno));
 495                                 return 1;
 496                         }
 497
 498                         print_listening_msg(sock);
 499
 500                         sock = accept(sock, NULL, NULL);
 501
 502                         if(sock < 0) {
 503                                 fprintf(stderr, "Could not accept connection: %s\n", sockstrerror(sockerrno));
 504                                 return 1;
 505                         }
 506                 } else {
 507                         print_listening_msg(sock);
 508
 509                         char buf[65536];
 510                         struct sockaddr addr;
 511                         socklen_t addrlen = sizeof(addr);
 512
 513                         if(recvfrom(sock, buf, sizeof(buf), MSG_PEEK, &addr, &addrlen) <= 0) {
 514                                 fprintf(stderr, "Could not read from socket: %s\n", sockstrerror(sockerrno));
 515                                 return 1;
 516                         }
 517
 518                         if(connect(sock, &addr, addrlen)) {
 519                                 fprintf(stderr, "Could not accept connection: %s\n", sockstrerror(sockerrno));
 520                                 return 1;
 521                         }
 522                 }
 523
 524                 fprintf(stderr, "Connected\n");
 525         }
 526
 527         FILE *fp = fopen(argv[1], "r");
 528
 529         if(!fp) {
 530                 fprintf(stderr, "Could not open %s: %s\n", argv[1], strerror(errno));
 531                 return 1;
 532         }
 533
 534         ecdsa_t *mykey = NULL;
 535
 536         if(!(mykey = ecdsa_read_pem_private_key(fp))) {
 537                 return 1;
 538         }
 539
 540         fclose(fp);
 541
 542         fp = fopen(argv[2], "r");
 543
 544         if(!fp) {
 545                 fprintf(stderr, "Could not open %s: %s\n", argv[2], strerror(errno));
 546                 ecdsa_free(mykey);
 547                 return 1;
 548         }
 549
 550         ecdsa_t *hiskey = NULL;
 551
 552         if(!(hiskey = ecdsa_read_pem_public_key(fp))) {
 553                 ecdsa_free(mykey);
 554                 return 1;
 555         }
 556
 557         fclose(fp);
 558
 559         if(verbose) {
 560                 fprintf(stderr, "Keys loaded\n");
 561         }
 562
 563         sptps_t s;
 564
 565         if(!sptps_start(&s, &sock, initiator, datagram, mykey, hiskey, "sptps_test", 10, send_data, receive_record)) {
 566                 ecdsa_free(mykey);
 567                 ecdsa_free(hiskey);
 568                 return 1;
 569         }
 570
 571 #ifdef HAVE_WINDOWS
 572
 573         if(!readonly) {
 574                 in = start_input_reader();
 575
 576                 if(in < 0) {
 577                         fprintf(stderr, "Could not init stdin reader thread\n");
 578                         ecdsa_free(mykey);
 579                         ecdsa_free(hiskey);
 580                         return 1;
 581                 }
 582         }
 583
 584 #endif
 585
 586         int max_fd = MAX(sock, in);
 587
 588         while(true) {
 589                 if(writeonly && readonly) {
 590                         break;
 591                 }
 592
 593                 char buf[65535] = "";
 594                 size_t readsize = datagram ? 1460u : sizeof(buf);
 595
 596                 fd_set fds;
 597                 FD_ZERO(&fds);
 598
 599                 if(!readonly && s.instate) {
 600                         FD_SET(in, &fds);
 601                 }
 602
 603                 FD_SET(sock, &fds);
 604
 605                 if(select(max_fd + 1, &fds, NULL, NULL, NULL) <= 0) {
 606                         ecdsa_free(mykey);
 607                         ecdsa_free(hiskey);
 608                         return 1;
 609                 }
 610
 611                 if(FD_ISSET(in, &fds)) {
 612 #ifdef HAVE_WINDOWS
 613                         ssize_t len = recv(in, buf, readsize, 0);
 614 #else
 615                         ssize_t len = read(in, buf, readsize);
 616 #endif
 617
 618                         if(len < 0) {
 619                                 fprintf(stderr, "Could not read from stdin: %s\n", strerror(errno));
 620                                 ecdsa_free(mykey);
 621                                 ecdsa_free(hiskey);
 622                                 return 1;
 623                         }
 624
 625                         if(len == 0) {
 626 #ifdef HAVE_WINDOWS
 627                                 shutdown(in, SD_SEND);
 628                                 closesocket(in);
 629 #endif
 630
 631                                 if(quit) {
 632                                         break;
 633                                 }
 634
 635                                 readonly = true;
 636                                 continue;
 637                         }
 638
 639                         if(special && buf[0] == '#') {
 640                                 s.outseqno = atoi(buf + 1);
 641                         }
 642
 643                         if(special && buf[0] == '^') {
 644                                 sptps_send_record(&s, SPTPS_HANDSHAKE, NULL, 0);
 645                         } else if(special && buf[0] == '$') {
 646                                 sptps_force_kex(&s);
 647
 648                                 if(len > 1) {
 649                                         sptps_send_record(&s, 0, buf, len);
 650                                 }
 651                         } else if(!sptps_send_record(&s, buf[0] == '!' ? 1 : 0, buf, (len == 1 && buf[0] == '\n') ? 0 : buf[0] == '*' ? sizeof(buf) : (size_t)len)) {
 652                                 ecdsa_free(mykey);
 653                                 ecdsa_free(hiskey);
 654                                 return 1;
 655                         }
 656                 }
 657
 658                 if(FD_ISSET(sock, &fds)) {
 659                         ssize_t len = recv(sock, buf, sizeof(buf), 0);
 660
 661                         if(len < 0) {
 662                                 fprintf(stderr, "Could not read from socket: %s\n", sockstrerror(sockerrno));
 663                                 ecdsa_free(mykey);
 664                                 ecdsa_free(hiskey);
 665                                 return 1;
 666                         }
 667
 668                         if(len == 0) {
 669                                 fprintf(stderr, "Connection terminated by peer.\n");
 670                                 break;
 671                         }
 672
 673                         if(verbose) {
 674                                 char *hex = alloca(len * 2 + 1);
 675                                 bin2hex(buf, hex, len);
 676                                 fprintf(stderr, "Received %ld bytes of data:\n%s\n", (long)len, hex);
 677                         }
 678
 679                         if(packetloss && (int)prng(100) < packetloss) {
 680                                 if(verbose) {
 681                                         fprintf(stderr, "Dropped.\n");
 682                                 }
 683
 684                                 continue;
 685                         }
 686
 687                         char *bufp = buf;
 688
 689                         while(len) {
 690                                 size_t done = sptps_receive_data(&s, bufp, len);
 691
 692                                 if(!done) {
 693                                         if(!datagram) {
 694                                                 ecdsa_free(mykey);
 695                                                 ecdsa_free(hiskey);
 696                                                 return 1;
 697                                         }
 698                                 }
 699
 700                                 bufp += done;
 701                                 len -= (ssize_t) done;
 702                         }
 703                 }
 704         }
 705
 706         bool stopped = sptps_stop(&s);
 707
 708         ecdsa_free(mykey);
 709         ecdsa_free(hiskey);
 710         closesocket(sock);
 711
 712         return !stopped;
 713 }
 714
 715 int main(int argc, char *argv[]) {
 716         random_init();
 717         crypto_init();
 718         prng_init();
 719
 720         int result = run_test(argc, argv);
 721
 722         random_exit();
 723
 724         return result;
 725 }