]> Cypherpunks.ru repositories - gostls13.git/blob - src/crypto/x509/verify.go
[dev.boringcrypto] all: merge master into dev.boringcrypto
[gostls13.git] / src / crypto / x509 / verify.go
1 // Copyright 2011 The Go Authors. All rights reserved.
2 // Use of this source code is governed by a BSD-style
3 // license that can be found in the LICENSE file.
4
5 package x509
6
7 import (
8         "bytes"
9         "errors"
10         "fmt"
11         "net"
12         "net/url"
13         "os"
14         "reflect"
15         "runtime"
16         "strings"
17         "time"
18         "unicode/utf8"
19 )
20
21 // ignoreCN disables interpreting Common Name as a hostname. See issue 24151.
22 var ignoreCN = strings.Contains(os.Getenv("GODEBUG"), "x509ignoreCN=1")
23
24 type InvalidReason int
25
26 const (
27         // NotAuthorizedToSign results when a certificate is signed by another
28         // which isn't marked as a CA certificate.
29         NotAuthorizedToSign InvalidReason = iota
30         // Expired results when a certificate has expired, based on the time
31         // given in the VerifyOptions.
32         Expired
33         // CANotAuthorizedForThisName results when an intermediate or root
34         // certificate has a name constraint which doesn't permit a DNS or
35         // other name (including IP address) in the leaf certificate.
36         CANotAuthorizedForThisName
37         // TooManyIntermediates results when a path length constraint is
38         // violated.
39         TooManyIntermediates
40         // IncompatibleUsage results when the certificate's key usage indicates
41         // that it may only be used for a different purpose.
42         IncompatibleUsage
43         // NameMismatch results when the subject name of a parent certificate
44         // does not match the issuer name in the child.
45         NameMismatch
46         // NameConstraintsWithoutSANs results when a leaf certificate doesn't
47         // contain a Subject Alternative Name extension, but a CA certificate
48         // contains name constraints, and the Common Name can be interpreted as
49         // a hostname.
50         //
51         // You can avoid this error by setting the experimental GODEBUG environment
52         // variable to "x509ignoreCN=1", disabling Common Name matching entirely.
53         // This behavior might become the default in the future.
54         NameConstraintsWithoutSANs
55         // UnconstrainedName results when a CA certificate contains permitted
56         // name constraints, but leaf certificate contains a name of an
57         // unsupported or unconstrained type.
58         UnconstrainedName
59         // TooManyConstraints results when the number of comparison operations
60         // needed to check a certificate exceeds the limit set by
61         // VerifyOptions.MaxConstraintComparisions. This limit exists to
62         // prevent pathological certificates can consuming excessive amounts of
63         // CPU time to verify.
64         TooManyConstraints
65         // CANotAuthorizedForExtKeyUsage results when an intermediate or root
66         // certificate does not permit a requested extended key usage.
67         CANotAuthorizedForExtKeyUsage
68 )
69
70 // CertificateInvalidError results when an odd error occurs. Users of this
71 // library probably want to handle all these errors uniformly.
72 type CertificateInvalidError struct {
73         Cert   *Certificate
74         Reason InvalidReason
75         Detail string
76 }
77
78 func (e CertificateInvalidError) Error() string {
79         switch e.Reason {
80         case NotAuthorizedToSign:
81                 return "x509: certificate is not authorized to sign other certificates"
82         case Expired:
83                 return "x509: certificate has expired or is not yet valid"
84         case CANotAuthorizedForThisName:
85                 return "x509: a root or intermediate certificate is not authorized to sign for this name: " + e.Detail
86         case CANotAuthorizedForExtKeyUsage:
87                 return "x509: a root or intermediate certificate is not authorized for an extended key usage: " + e.Detail
88         case TooManyIntermediates:
89                 return "x509: too many intermediates for path length constraint"
90         case IncompatibleUsage:
91                 return "x509: certificate specifies an incompatible key usage"
92         case NameMismatch:
93                 return "x509: issuer name does not match subject from issuing certificate"
94         case NameConstraintsWithoutSANs:
95                 return "x509: issuer has name constraints but leaf doesn't have a SAN extension"
96         case UnconstrainedName:
97                 return "x509: issuer has name constraints but leaf contains unknown or unconstrained name: " + e.Detail
98         }
99         return "x509: unknown error"
100 }
101
102 // HostnameError results when the set of authorized names doesn't match the
103 // requested name.
104 type HostnameError struct {
105         Certificate *Certificate
106         Host        string
107 }
108
109 func (h HostnameError) Error() string {
110         c := h.Certificate
111
112         if !c.hasSANExtension() && !validHostname(c.Subject.CommonName) &&
113                 matchHostnames(toLowerCaseASCII(c.Subject.CommonName), toLowerCaseASCII(h.Host)) {
114                 // This would have validated, if it weren't for the validHostname check on Common Name.
115                 return "x509: Common Name is not a valid hostname: " + c.Subject.CommonName
116         }
117
118         var valid string
119         if ip := net.ParseIP(h.Host); ip != nil {
120                 // Trying to validate an IP
121                 if len(c.IPAddresses) == 0 {
122                         return "x509: cannot validate certificate for " + h.Host + " because it doesn't contain any IP SANs"
123                 }
124                 for _, san := range c.IPAddresses {
125                         if len(valid) > 0 {
126                                 valid += ", "
127                         }
128                         valid += san.String()
129                 }
130         } else {
131                 if c.commonNameAsHostname() {
132                         valid = c.Subject.CommonName
133                 } else {
134                         valid = strings.Join(c.DNSNames, ", ")
135                 }
136         }
137
138         if len(valid) == 0 {
139                 return "x509: certificate is not valid for any names, but wanted to match " + h.Host
140         }
141         return "x509: certificate is valid for " + valid + ", not " + h.Host
142 }
143
144 // UnknownAuthorityError results when the certificate issuer is unknown
145 type UnknownAuthorityError struct {
146         Cert *Certificate
147         // hintErr contains an error that may be helpful in determining why an
148         // authority wasn't found.
149         hintErr error
150         // hintCert contains a possible authority certificate that was rejected
151         // because of the error in hintErr.
152         hintCert *Certificate
153 }
154
155 func (e UnknownAuthorityError) Error() string {
156         s := "x509: certificate signed by unknown authority"
157         if e.hintErr != nil {
158                 certName := e.hintCert.Subject.CommonName
159                 if len(certName) == 0 {
160                         if len(e.hintCert.Subject.Organization) > 0 {
161                                 certName = e.hintCert.Subject.Organization[0]
162                         } else {
163                                 certName = "serial:" + e.hintCert.SerialNumber.String()
164                         }
165                 }
166                 s += fmt.Sprintf(" (possibly because of %q while trying to verify candidate authority certificate %q)", e.hintErr, certName)
167         }
168         return s
169 }
170
171 // SystemRootsError results when we fail to load the system root certificates.
172 type SystemRootsError struct {
173         Err error
174 }
175
176 func (se SystemRootsError) Error() string {
177         msg := "x509: failed to load system roots and no roots provided"
178         if se.Err != nil {
179                 return msg + "; " + se.Err.Error()
180         }
181         return msg
182 }
183
184 // errNotParsed is returned when a certificate without ASN.1 contents is
185 // verified. Platform-specific verification needs the ASN.1 contents.
186 var errNotParsed = errors.New("x509: missing ASN.1 contents; use ParseCertificate")
187
188 // VerifyOptions contains parameters for Certificate.Verify. It's a structure
189 // because other PKIX verification APIs have ended up needing many options.
190 type VerifyOptions struct {
191         // IsBoring is a validity check for BoringCrypto.
192         // If not nil, it will be called to check whether a given certificate
193         // can be used for constructing verification chains.
194         IsBoring func(*Certificate) bool
195
196         DNSName       string
197         Intermediates *CertPool
198         Roots         *CertPool // if nil, the system roots are used
199         CurrentTime   time.Time // if zero, the current time is used
200         // KeyUsage specifies which Extended Key Usage values are acceptable. A leaf
201         // certificate is accepted if it contains any of the listed values. An empty
202         // list means ExtKeyUsageServerAuth. To accept any key usage, include
203         // ExtKeyUsageAny.
204         //
205         // Certificate chains are required to nest these extended key usage values.
206         // (This matches the Windows CryptoAPI behavior, but not the spec.)
207         KeyUsages []ExtKeyUsage
208         // MaxConstraintComparisions is the maximum number of comparisons to
209         // perform when checking a given certificate's name constraints. If
210         // zero, a sensible default is used. This limit prevents pathological
211         // certificates from consuming excessive amounts of CPU time when
212         // validating.
213         MaxConstraintComparisions int
214 }
215
216 const (
217         leafCertificate = iota
218         intermediateCertificate
219         rootCertificate
220 )
221
222 // rfc2821Mailbox represents a “mailbox” (which is an email address to most
223 // people) by breaking it into the “local” (i.e. before the '@') and “domain”
224 // parts.
225 type rfc2821Mailbox struct {
226         local, domain string
227 }
228
229 // parseRFC2821Mailbox parses an email address into local and domain parts,
230 // based on the ABNF for a “Mailbox” from RFC 2821. According to RFC 5280,
231 // Section 4.2.1.6 that's correct for an rfc822Name from a certificate: “The
232 // format of an rfc822Name is a "Mailbox" as defined in RFC 2821, Section 4.1.2”.
233 func parseRFC2821Mailbox(in string) (mailbox rfc2821Mailbox, ok bool) {
234         if len(in) == 0 {
235                 return mailbox, false
236         }
237
238         localPartBytes := make([]byte, 0, len(in)/2)
239
240         if in[0] == '"' {
241                 // Quoted-string = DQUOTE *qcontent DQUOTE
242                 // non-whitespace-control = %d1-8 / %d11 / %d12 / %d14-31 / %d127
243                 // qcontent = qtext / quoted-pair
244                 // qtext = non-whitespace-control /
245                 //         %d33 / %d35-91 / %d93-126
246                 // quoted-pair = ("\" text) / obs-qp
247                 // text = %d1-9 / %d11 / %d12 / %d14-127 / obs-text
248                 //
249                 // (Names beginning with “obs-” are the obsolete syntax from RFC 2822,
250                 // Section 4. Since it has been 16 years, we no longer accept that.)
251                 in = in[1:]
252         QuotedString:
253                 for {
254                         if len(in) == 0 {
255                                 return mailbox, false
256                         }
257                         c := in[0]
258                         in = in[1:]
259
260                         switch {
261                         case c == '"':
262                                 break QuotedString
263
264                         case c == '\\':
265                                 // quoted-pair
266                                 if len(in) == 0 {
267                                         return mailbox, false
268                                 }
269                                 if in[0] == 11 ||
270                                         in[0] == 12 ||
271                                         (1 <= in[0] && in[0] <= 9) ||
272                                         (14 <= in[0] && in[0] <= 127) {
273                                         localPartBytes = append(localPartBytes, in[0])
274                                         in = in[1:]
275                                 } else {
276                                         return mailbox, false
277                                 }
278
279                         case c == 11 ||
280                                 c == 12 ||
281                                 // Space (char 32) is not allowed based on the
282                                 // BNF, but RFC 3696 gives an example that
283                                 // assumes that it is. Several “verified”
284                                 // errata continue to argue about this point.
285                                 // We choose to accept it.
286                                 c == 32 ||
287                                 c == 33 ||
288                                 c == 127 ||
289                                 (1 <= c && c <= 8) ||
290                                 (14 <= c && c <= 31) ||
291                                 (35 <= c && c <= 91) ||
292                                 (93 <= c && c <= 126):
293                                 // qtext
294                                 localPartBytes = append(localPartBytes, c)
295
296                         default:
297                                 return mailbox, false
298                         }
299                 }
300         } else {
301                 // Atom ("." Atom)*
302         NextChar:
303                 for len(in) > 0 {
304                         // atext from RFC 2822, Section 3.2.4
305                         c := in[0]
306
307                         switch {
308                         case c == '\\':
309                                 // Examples given in RFC 3696 suggest that
310                                 // escaped characters can appear outside of a
311                                 // quoted string. Several “verified” errata
312                                 // continue to argue the point. We choose to
313                                 // accept it.
314                                 in = in[1:]
315                                 if len(in) == 0 {
316                                         return mailbox, false
317                                 }
318                                 fallthrough
319
320                         case ('0' <= c && c <= '9') ||
321                                 ('a' <= c && c <= 'z') ||
322                                 ('A' <= c && c <= 'Z') ||
323                                 c == '!' || c == '#' || c == '$' || c == '%' ||
324                                 c == '&' || c == '\'' || c == '*' || c == '+' ||
325                                 c == '-' || c == '/' || c == '=' || c == '?' ||
326                                 c == '^' || c == '_' || c == '`' || c == '{' ||
327                                 c == '|' || c == '}' || c == '~' || c == '.':
328                                 localPartBytes = append(localPartBytes, in[0])
329                                 in = in[1:]
330
331                         default:
332                                 break NextChar
333                         }
334                 }
335
336                 if len(localPartBytes) == 0 {
337                         return mailbox, false
338                 }
339
340                 // From RFC 3696, Section 3:
341                 // “period (".") may also appear, but may not be used to start
342                 // or end the local part, nor may two or more consecutive
343                 // periods appear.”
344                 twoDots := []byte{'.', '.'}
345                 if localPartBytes[0] == '.' ||
346                         localPartBytes[len(localPartBytes)-1] == '.' ||
347                         bytes.Contains(localPartBytes, twoDots) {
348                         return mailbox, false
349                 }
350         }
351
352         if len(in) == 0 || in[0] != '@' {
353                 return mailbox, false
354         }
355         in = in[1:]
356
357         // The RFC species a format for domains, but that's known to be
358         // violated in practice so we accept that anything after an '@' is the
359         // domain part.
360         if _, ok := domainToReverseLabels(in); !ok {
361                 return mailbox, false
362         }
363
364         mailbox.local = string(localPartBytes)
365         mailbox.domain = in
366         return mailbox, true
367 }
368
369 // domainToReverseLabels converts a textual domain name like foo.example.com to
370 // the list of labels in reverse order, e.g. ["com", "example", "foo"].
371 func domainToReverseLabels(domain string) (reverseLabels []string, ok bool) {
372         for len(domain) > 0 {
373                 if i := strings.LastIndexByte(domain, '.'); i == -1 {
374                         reverseLabels = append(reverseLabels, domain)
375                         domain = ""
376                 } else {
377                         reverseLabels = append(reverseLabels, domain[i+1:len(domain)])
378                         domain = domain[:i]
379                 }
380         }
381
382         if len(reverseLabels) > 0 && len(reverseLabels[0]) == 0 {
383                 // An empty label at the end indicates an absolute value.
384                 return nil, false
385         }
386
387         for _, label := range reverseLabels {
388                 if len(label) == 0 {
389                         // Empty labels are otherwise invalid.
390                         return nil, false
391                 }
392
393                 for _, c := range label {
394                         if c < 33 || c > 126 {
395                                 // Invalid character.
396                                 return nil, false
397                         }
398                 }
399         }
400
401         return reverseLabels, true
402 }
403
404 func matchEmailConstraint(mailbox rfc2821Mailbox, constraint string) (bool, error) {
405         // If the constraint contains an @, then it specifies an exact mailbox
406         // name.
407         if strings.Contains(constraint, "@") {
408                 constraintMailbox, ok := parseRFC2821Mailbox(constraint)
409                 if !ok {
410                         return false, fmt.Errorf("x509: internal error: cannot parse constraint %q", constraint)
411                 }
412                 return mailbox.local == constraintMailbox.local && strings.EqualFold(mailbox.domain, constraintMailbox.domain), nil
413         }
414
415         // Otherwise the constraint is like a DNS constraint of the domain part
416         // of the mailbox.
417         return matchDomainConstraint(mailbox.domain, constraint)
418 }
419
420 func matchURIConstraint(uri *url.URL, constraint string) (bool, error) {
421         // From RFC 5280, Section 4.2.1.10:
422         // “a uniformResourceIdentifier that does not include an authority
423         // component with a host name specified as a fully qualified domain
424         // name (e.g., if the URI either does not include an authority
425         // component or includes an authority component in which the host name
426         // is specified as an IP address), then the application MUST reject the
427         // certificate.”
428
429         host := uri.Host
430         if len(host) == 0 {
431                 return false, fmt.Errorf("URI with empty host (%q) cannot be matched against constraints", uri.String())
432         }
433
434         if strings.Contains(host, ":") && !strings.HasSuffix(host, "]") {
435                 var err error
436                 host, _, err = net.SplitHostPort(uri.Host)
437                 if err != nil {
438                         return false, err
439                 }
440         }
441
442         if strings.HasPrefix(host, "[") && strings.HasSuffix(host, "]") ||
443                 net.ParseIP(host) != nil {
444                 return false, fmt.Errorf("URI with IP (%q) cannot be matched against constraints", uri.String())
445         }
446
447         return matchDomainConstraint(host, constraint)
448 }
449
450 func matchIPConstraint(ip net.IP, constraint *net.IPNet) (bool, error) {
451         if len(ip) != len(constraint.IP) {
452                 return false, nil
453         }
454
455         for i := range ip {
456                 if mask := constraint.Mask[i]; ip[i]&mask != constraint.IP[i]&mask {
457                         return false, nil
458                 }
459         }
460
461         return true, nil
462 }
463
464 func matchDomainConstraint(domain, constraint string) (bool, error) {
465         // The meaning of zero length constraints is not specified, but this
466         // code follows NSS and accepts them as matching everything.
467         if len(constraint) == 0 {
468                 return true, nil
469         }
470
471         domainLabels, ok := domainToReverseLabels(domain)
472         if !ok {
473                 return false, fmt.Errorf("x509: internal error: cannot parse domain %q", domain)
474         }
475
476         // RFC 5280 says that a leading period in a domain name means that at
477         // least one label must be prepended, but only for URI and email
478         // constraints, not DNS constraints. The code also supports that
479         // behaviour for DNS constraints.
480
481         mustHaveSubdomains := false
482         if constraint[0] == '.' {
483                 mustHaveSubdomains = true
484                 constraint = constraint[1:]
485         }
486
487         constraintLabels, ok := domainToReverseLabels(constraint)
488         if !ok {
489                 return false, fmt.Errorf("x509: internal error: cannot parse domain %q", constraint)
490         }
491
492         if len(domainLabels) < len(constraintLabels) ||
493                 (mustHaveSubdomains && len(domainLabels) == len(constraintLabels)) {
494                 return false, nil
495         }
496
497         for i, constraintLabel := range constraintLabels {
498                 if !strings.EqualFold(constraintLabel, domainLabels[i]) {
499                         return false, nil
500                 }
501         }
502
503         return true, nil
504 }
505
506 // checkNameConstraints checks that c permits a child certificate to claim the
507 // given name, of type nameType. The argument parsedName contains the parsed
508 // form of name, suitable for passing to the match function. The total number
509 // of comparisons is tracked in the given count and should not exceed the given
510 // limit.
511 func (c *Certificate) checkNameConstraints(count *int,
512         maxConstraintComparisons int,
513         nameType string,
514         name string,
515         parsedName interface{},
516         match func(parsedName, constraint interface{}) (match bool, err error),
517         permitted, excluded interface{}) error {
518
519         excludedValue := reflect.ValueOf(excluded)
520
521         *count += excludedValue.Len()
522         if *count > maxConstraintComparisons {
523                 return CertificateInvalidError{c, TooManyConstraints, ""}
524         }
525
526         for i := 0; i < excludedValue.Len(); i++ {
527                 constraint := excludedValue.Index(i).Interface()
528                 match, err := match(parsedName, constraint)
529                 if err != nil {
530                         return CertificateInvalidError{c, CANotAuthorizedForThisName, err.Error()}
531                 }
532
533                 if match {
534                         return CertificateInvalidError{c, CANotAuthorizedForThisName, fmt.Sprintf("%s %q is excluded by constraint %q", nameType, name, constraint)}
535                 }
536         }
537
538         permittedValue := reflect.ValueOf(permitted)
539
540         *count += permittedValue.Len()
541         if *count > maxConstraintComparisons {
542                 return CertificateInvalidError{c, TooManyConstraints, ""}
543         }
544
545         ok := true
546         for i := 0; i < permittedValue.Len(); i++ {
547                 constraint := permittedValue.Index(i).Interface()
548
549                 var err error
550                 if ok, err = match(parsedName, constraint); err != nil {
551                         return CertificateInvalidError{c, CANotAuthorizedForThisName, err.Error()}
552                 }
553
554                 if ok {
555                         break
556                 }
557         }
558
559         if !ok {
560                 return CertificateInvalidError{c, CANotAuthorizedForThisName, fmt.Sprintf("%s %q is not permitted by any constraint", nameType, name)}
561         }
562
563         return nil
564 }
565
566 // isValid performs validity checks on c given that it is a candidate to append
567 // to the chain in currentChain.
568 func (c *Certificate) isValid(certType int, currentChain []*Certificate, opts *VerifyOptions) error {
569         if len(c.UnhandledCriticalExtensions) > 0 {
570                 return UnhandledCriticalExtension{}
571         }
572
573         if len(currentChain) > 0 {
574                 child := currentChain[len(currentChain)-1]
575                 if !bytes.Equal(child.RawIssuer, c.RawSubject) {
576                         return CertificateInvalidError{c, NameMismatch, ""}
577                 }
578         }
579
580         now := opts.CurrentTime
581         if now.IsZero() {
582                 now = time.Now()
583         }
584         if now.Before(c.NotBefore) || now.After(c.NotAfter) {
585                 return CertificateInvalidError{c, Expired, ""}
586         }
587
588         maxConstraintComparisons := opts.MaxConstraintComparisions
589         if maxConstraintComparisons == 0 {
590                 maxConstraintComparisons = 250000
591         }
592         comparisonCount := 0
593
594         var leaf *Certificate
595         if certType == intermediateCertificate || certType == rootCertificate {
596                 if len(currentChain) == 0 {
597                         return errors.New("x509: internal error: empty chain when appending CA cert")
598                 }
599                 leaf = currentChain[0]
600         }
601
602         checkNameConstraints := (certType == intermediateCertificate || certType == rootCertificate) && c.hasNameConstraints()
603         if checkNameConstraints && leaf.commonNameAsHostname() {
604                 // This is the deprecated, legacy case of depending on the commonName as
605                 // a hostname. We don't enforce name constraints against the CN, but
606                 // VerifyHostname will look for hostnames in there if there are no SANs.
607                 // In order to ensure VerifyHostname will not accept an unchecked name,
608                 // return an error here.
609                 return CertificateInvalidError{c, NameConstraintsWithoutSANs, ""}
610         } else if checkNameConstraints && leaf.hasSANExtension() {
611                 err := forEachSAN(leaf.getSANExtension(), func(tag int, data []byte) error {
612                         switch tag {
613                         case nameTypeEmail:
614                                 name := string(data)
615                                 mailbox, ok := parseRFC2821Mailbox(name)
616                                 if !ok {
617                                         return fmt.Errorf("x509: cannot parse rfc822Name %q", mailbox)
618                                 }
619
620                                 if err := c.checkNameConstraints(&comparisonCount, maxConstraintComparisons, "email address", name, mailbox,
621                                         func(parsedName, constraint interface{}) (bool, error) {
622                                                 return matchEmailConstraint(parsedName.(rfc2821Mailbox), constraint.(string))
623                                         }, c.PermittedEmailAddresses, c.ExcludedEmailAddresses); err != nil {
624                                         return err
625                                 }
626
627                         case nameTypeDNS:
628                                 name := string(data)
629                                 if _, ok := domainToReverseLabels(name); !ok {
630                                         return fmt.Errorf("x509: cannot parse dnsName %q", name)
631                                 }
632
633                                 if err := c.checkNameConstraints(&comparisonCount, maxConstraintComparisons, "DNS name", name, name,
634                                         func(parsedName, constraint interface{}) (bool, error) {
635                                                 return matchDomainConstraint(parsedName.(string), constraint.(string))
636                                         }, c.PermittedDNSDomains, c.ExcludedDNSDomains); err != nil {
637                                         return err
638                                 }
639
640                         case nameTypeURI:
641                                 name := string(data)
642                                 uri, err := url.Parse(name)
643                                 if err != nil {
644                                         return fmt.Errorf("x509: internal error: URI SAN %q failed to parse", name)
645                                 }
646
647                                 if err := c.checkNameConstraints(&comparisonCount, maxConstraintComparisons, "URI", name, uri,
648                                         func(parsedName, constraint interface{}) (bool, error) {
649                                                 return matchURIConstraint(parsedName.(*url.URL), constraint.(string))
650                                         }, c.PermittedURIDomains, c.ExcludedURIDomains); err != nil {
651                                         return err
652                                 }
653
654                         case nameTypeIP:
655                                 ip := net.IP(data)
656                                 if l := len(ip); l != net.IPv4len && l != net.IPv6len {
657                                         return fmt.Errorf("x509: internal error: IP SAN %x failed to parse", data)
658                                 }
659
660                                 if err := c.checkNameConstraints(&comparisonCount, maxConstraintComparisons, "IP address", ip.String(), ip,
661                                         func(parsedName, constraint interface{}) (bool, error) {
662                                                 return matchIPConstraint(parsedName.(net.IP), constraint.(*net.IPNet))
663                                         }, c.PermittedIPRanges, c.ExcludedIPRanges); err != nil {
664                                         return err
665                                 }
666
667                         default:
668                                 // Unknown SAN types are ignored.
669                         }
670
671                         return nil
672                 })
673
674                 if err != nil {
675                         return err
676                 }
677         }
678
679         // KeyUsage status flags are ignored. From Engineering Security, Peter
680         // Gutmann: A European government CA marked its signing certificates as
681         // being valid for encryption only, but no-one noticed. Another
682         // European CA marked its signature keys as not being valid for
683         // signatures. A different CA marked its own trusted root certificate
684         // as being invalid for certificate signing. Another national CA
685         // distributed a certificate to be used to encrypt data for the
686         // country’s tax authority that was marked as only being usable for
687         // digital signatures but not for encryption. Yet another CA reversed
688         // the order of the bit flags in the keyUsage due to confusion over
689         // encoding endianness, essentially setting a random keyUsage in
690         // certificates that it issued. Another CA created a self-invalidating
691         // certificate by adding a certificate policy statement stipulating
692         // that the certificate had to be used strictly as specified in the
693         // keyUsage, and a keyUsage containing a flag indicating that the RSA
694         // encryption key could only be used for Diffie-Hellman key agreement.
695
696         if certType == intermediateCertificate && (!c.BasicConstraintsValid || !c.IsCA) {
697                 return CertificateInvalidError{c, NotAuthorizedToSign, ""}
698         }
699
700         if c.BasicConstraintsValid && c.MaxPathLen >= 0 {
701                 numIntermediates := len(currentChain) - 1
702                 if numIntermediates > c.MaxPathLen {
703                         return CertificateInvalidError{c, TooManyIntermediates, ""}
704                 }
705         }
706
707         if opts.IsBoring != nil && !opts.IsBoring(c) {
708                 // IncompatibleUsage is not quite right here,
709                 // but it's also the "no chains found" error
710                 // and is close enough.
711                 return CertificateInvalidError{c, IncompatibleUsage, ""}
712         }
713
714         return nil
715 }
716
717 // Verify attempts to verify c by building one or more chains from c to a
718 // certificate in opts.Roots, using certificates in opts.Intermediates if
719 // needed. If successful, it returns one or more chains where the first
720 // element of the chain is c and the last element is from opts.Roots.
721 //
722 // If opts.Roots is nil and system roots are unavailable the returned error
723 // will be of type SystemRootsError.
724 //
725 // Name constraints in the intermediates will be applied to all names claimed
726 // in the chain, not just opts.DNSName. Thus it is invalid for a leaf to claim
727 // example.com if an intermediate doesn't permit it, even if example.com is not
728 // the name being validated. Note that DirectoryName constraints are not
729 // supported.
730 //
731 // Extended Key Usage values are enforced down a chain, so an intermediate or
732 // root that enumerates EKUs prevents a leaf from asserting an EKU not in that
733 // list.
734 //
735 // WARNING: this function doesn't do any revocation checking.
736 func (c *Certificate) Verify(opts VerifyOptions) (chains [][]*Certificate, err error) {
737         // Platform-specific verification needs the ASN.1 contents so
738         // this makes the behavior consistent across platforms.
739         if len(c.Raw) == 0 {
740                 return nil, errNotParsed
741         }
742         if opts.Intermediates != nil {
743                 for _, intermediate := range opts.Intermediates.certs {
744                         if len(intermediate.Raw) == 0 {
745                                 return nil, errNotParsed
746                         }
747                 }
748         }
749
750         // Use Windows's own verification and chain building.
751         if opts.Roots == nil && runtime.GOOS == "windows" {
752                 return c.systemVerify(&opts)
753         }
754
755         if opts.Roots == nil {
756                 opts.Roots = systemRootsPool()
757                 if opts.Roots == nil {
758                         return nil, SystemRootsError{systemRootsErr}
759                 }
760         }
761
762         err = c.isValid(leafCertificate, nil, &opts)
763         if err != nil {
764                 return
765         }
766
767         if len(opts.DNSName) > 0 {
768                 err = c.VerifyHostname(opts.DNSName)
769                 if err != nil {
770                         return
771                 }
772         }
773
774         var candidateChains [][]*Certificate
775         if opts.Roots.contains(c) {
776                 candidateChains = append(candidateChains, []*Certificate{c})
777         } else {
778                 if candidateChains, err = c.buildChains(make(map[int][][]*Certificate), []*Certificate{c}, &opts); err != nil {
779                         return nil, err
780                 }
781         }
782
783         keyUsages := opts.KeyUsages
784         if len(keyUsages) == 0 {
785                 keyUsages = []ExtKeyUsage{ExtKeyUsageServerAuth}
786         }
787
788         // If any key usage is acceptable then we're done.
789         for _, usage := range keyUsages {
790                 if usage == ExtKeyUsageAny {
791                         return candidateChains, nil
792                 }
793         }
794
795         for _, candidate := range candidateChains {
796                 if checkChainForKeyUsage(candidate, keyUsages) {
797                         chains = append(chains, candidate)
798                 }
799         }
800
801         if len(chains) == 0 {
802                 return nil, CertificateInvalidError{c, IncompatibleUsage, ""}
803         }
804
805         return chains, nil
806 }
807
808 func appendToFreshChain(chain []*Certificate, cert *Certificate) []*Certificate {
809         n := make([]*Certificate, len(chain)+1)
810         copy(n, chain)
811         n[len(chain)] = cert
812         return n
813 }
814
815 func (c *Certificate) buildChains(cache map[int][][]*Certificate, currentChain []*Certificate, opts *VerifyOptions) (chains [][]*Certificate, err error) {
816         possibleRoots, failedRoot, rootErr := opts.Roots.findVerifiedParents(c)
817 nextRoot:
818         for _, rootNum := range possibleRoots {
819                 root := opts.Roots.certs[rootNum]
820
821                 for _, cert := range currentChain {
822                         if cert.Equal(root) {
823                                 continue nextRoot
824                         }
825                 }
826
827                 err = root.isValid(rootCertificate, currentChain, opts)
828                 if err != nil {
829                         continue
830                 }
831                 chains = append(chains, appendToFreshChain(currentChain, root))
832         }
833
834         possibleIntermediates, failedIntermediate, intermediateErr := opts.Intermediates.findVerifiedParents(c)
835 nextIntermediate:
836         for _, intermediateNum := range possibleIntermediates {
837                 intermediate := opts.Intermediates.certs[intermediateNum]
838                 for _, cert := range currentChain {
839                         if cert.Equal(intermediate) {
840                                 continue nextIntermediate
841                         }
842                 }
843                 err = intermediate.isValid(intermediateCertificate, currentChain, opts)
844                 if err != nil {
845                         continue
846                 }
847                 var childChains [][]*Certificate
848                 childChains, ok := cache[intermediateNum]
849                 if !ok {
850                         childChains, err = intermediate.buildChains(cache, appendToFreshChain(currentChain, intermediate), opts)
851                         cache[intermediateNum] = childChains
852                 }
853                 chains = append(chains, childChains...)
854         }
855
856         if len(chains) > 0 {
857                 err = nil
858         }
859
860         if len(chains) == 0 && err == nil {
861                 hintErr := rootErr
862                 hintCert := failedRoot
863                 if hintErr == nil {
864                         hintErr = intermediateErr
865                         hintCert = failedIntermediate
866                 }
867                 err = UnknownAuthorityError{c, hintErr, hintCert}
868         }
869
870         return
871 }
872
873 // validHostname returns whether host is a valid hostname that can be matched or
874 // matched against according to RFC 6125 2.2, with some leniency to accommodate
875 // legacy values.
876 func validHostname(host string) bool {
877         host = strings.TrimSuffix(host, ".")
878
879         if len(host) == 0 {
880                 return false
881         }
882
883         for i, part := range strings.Split(host, ".") {
884                 if part == "" {
885                         // Empty label.
886                         return false
887                 }
888                 if i == 0 && part == "*" {
889                         // Only allow full left-most wildcards, as those are the only ones
890                         // we match, and matching literal '*' characters is probably never
891                         // the expected behavior.
892                         continue
893                 }
894                 for j, c := range part {
895                         if 'a' <= c && c <= 'z' {
896                                 continue
897                         }
898                         if '0' <= c && c <= '9' {
899                                 continue
900                         }
901                         if 'A' <= c && c <= 'Z' {
902                                 continue
903                         }
904                         if c == '-' && j != 0 {
905                                 continue
906                         }
907                         if c == '_' || c == ':' {
908                                 // Not valid characters in hostnames, but commonly
909                                 // found in deployments outside the WebPKI.
910                                 continue
911                         }
912                         return false
913                 }
914         }
915
916         return true
917 }
918
919 // commonNameAsHostname reports whether the Common Name field should be
920 // considered the hostname that the certificate is valid for. This is a legacy
921 // behavior, disabled if the Subject Alt Name extension is present.
922 //
923 // It applies the strict validHostname check to the Common Name field, so that
924 // certificates without SANs can still be validated against CAs with name
925 // constraints if there is no risk the CN would be matched as a hostname.
926 // See NameConstraintsWithoutSANs and issue 24151.
927 func (c *Certificate) commonNameAsHostname() bool {
928         return !ignoreCN && !c.hasSANExtension() && validHostname(c.Subject.CommonName)
929 }
930
931 func matchHostnames(pattern, host string) bool {
932         host = strings.TrimSuffix(host, ".")
933         pattern = strings.TrimSuffix(pattern, ".")
934
935         if len(pattern) == 0 || len(host) == 0 {
936                 return false
937         }
938
939         patternParts := strings.Split(pattern, ".")
940         hostParts := strings.Split(host, ".")
941
942         if len(patternParts) != len(hostParts) {
943                 return false
944         }
945
946         for i, patternPart := range patternParts {
947                 if i == 0 && patternPart == "*" {
948                         continue
949                 }
950                 if patternPart != hostParts[i] {
951                         return false
952                 }
953         }
954
955         return true
956 }
957
958 // toLowerCaseASCII returns a lower-case version of in. See RFC 6125 6.4.1. We use
959 // an explicitly ASCII function to avoid any sharp corners resulting from
960 // performing Unicode operations on DNS labels.
961 func toLowerCaseASCII(in string) string {
962         // If the string is already lower-case then there's nothing to do.
963         isAlreadyLowerCase := true
964         for _, c := range in {
965                 if c == utf8.RuneError {
966                         // If we get a UTF-8 error then there might be
967                         // upper-case ASCII bytes in the invalid sequence.
968                         isAlreadyLowerCase = false
969                         break
970                 }
971                 if 'A' <= c && c <= 'Z' {
972                         isAlreadyLowerCase = false
973                         break
974                 }
975         }
976
977         if isAlreadyLowerCase {
978                 return in
979         }
980
981         out := []byte(in)
982         for i, c := range out {
983                 if 'A' <= c && c <= 'Z' {
984                         out[i] += 'a' - 'A'
985                 }
986         }
987         return string(out)
988 }
989
990 // VerifyHostname returns nil if c is a valid certificate for the named host.
991 // Otherwise it returns an error describing the mismatch.
992 func (c *Certificate) VerifyHostname(h string) error {
993         // IP addresses may be written in [ ].
994         candidateIP := h
995         if len(h) >= 3 && h[0] == '[' && h[len(h)-1] == ']' {
996                 candidateIP = h[1 : len(h)-1]
997         }
998         if ip := net.ParseIP(candidateIP); ip != nil {
999                 // We only match IP addresses against IP SANs.
1000                 // See RFC 6125, Appendix B.2.
1001                 for _, candidate := range c.IPAddresses {
1002                         if ip.Equal(candidate) {
1003                                 return nil
1004                         }
1005                 }
1006                 return HostnameError{c, candidateIP}
1007         }
1008
1009         lowered := toLowerCaseASCII(h)
1010
1011         if c.commonNameAsHostname() {
1012                 if matchHostnames(toLowerCaseASCII(c.Subject.CommonName), lowered) {
1013                         return nil
1014                 }
1015         } else {
1016                 for _, match := range c.DNSNames {
1017                         if matchHostnames(toLowerCaseASCII(match), lowered) {
1018                                 return nil
1019                         }
1020                 }
1021         }
1022
1023         return HostnameError{c, h}
1024 }
1025
1026 func checkChainForKeyUsage(chain []*Certificate, keyUsages []ExtKeyUsage) bool {
1027         usages := make([]ExtKeyUsage, len(keyUsages))
1028         copy(usages, keyUsages)
1029
1030         if len(chain) == 0 {
1031                 return false
1032         }
1033
1034         usagesRemaining := len(usages)
1035
1036         // We walk down the list and cross out any usages that aren't supported
1037         // by each certificate. If we cross out all the usages, then the chain
1038         // is unacceptable.
1039
1040 NextCert:
1041         for i := len(chain) - 1; i >= 0; i-- {
1042                 cert := chain[i]
1043                 if len(cert.ExtKeyUsage) == 0 && len(cert.UnknownExtKeyUsage) == 0 {
1044                         // The certificate doesn't have any extended key usage specified.
1045                         continue
1046                 }
1047
1048                 for _, usage := range cert.ExtKeyUsage {
1049                         if usage == ExtKeyUsageAny {
1050                                 // The certificate is explicitly good for any usage.
1051                                 continue NextCert
1052                         }
1053                 }
1054
1055                 const invalidUsage ExtKeyUsage = -1
1056
1057         NextRequestedUsage:
1058                 for i, requestedUsage := range usages {
1059                         if requestedUsage == invalidUsage {
1060                                 continue
1061                         }
1062
1063                         for _, usage := range cert.ExtKeyUsage {
1064                                 if requestedUsage == usage {
1065                                         continue NextRequestedUsage
1066                                 } else if requestedUsage == ExtKeyUsageServerAuth &&
1067                                         (usage == ExtKeyUsageNetscapeServerGatedCrypto ||
1068                                                 usage == ExtKeyUsageMicrosoftServerGatedCrypto) {
1069                                         // In order to support COMODO
1070                                         // certificate chains, we have to
1071                                         // accept Netscape or Microsoft SGC
1072                                         // usages as equal to ServerAuth.
1073                                         continue NextRequestedUsage
1074                                 }
1075                         }
1076
1077                         usages[i] = invalidUsage
1078                         usagesRemaining--
1079                         if usagesRemaining == 0 {
1080                                 return false
1081                         }
1082                 }
1083         }
1084
1085         return true
1086 }