]> Cypherpunks.ru repositories - gostls13.git/blob - src/crypto/x509/verify.go
crypto/x509: document support for leading periods in DNS constraints
[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=0")
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         // This error is only returned when legacy Common Name matching is enabled
52         // by setting the GODEBUG environment variable to "x509ignoreCN=1". This
53         // setting might be removed 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: " + e.Detail
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() && matchHostnames(c.Subject.CommonName, h.Host) {
113                 if !ignoreCN && !validHostnamePattern(c.Subject.CommonName) {
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                 if ignoreCN && validHostnamePattern(c.Subject.CommonName) {
118                         // This would have validated if x509ignoreCN=0 were set.
119                         return "x509: certificate relies on legacy Common Name field, " +
120                                 "use SANs or temporarily enable Common Name matching with GODEBUG=x509ignoreCN=0"
121                 }
122         }
123
124         var valid string
125         if ip := net.ParseIP(h.Host); ip != nil {
126                 // Trying to validate an IP
127                 if len(c.IPAddresses) == 0 {
128                         return "x509: cannot validate certificate for " + h.Host + " because it doesn't contain any IP SANs"
129                 }
130                 for _, san := range c.IPAddresses {
131                         if len(valid) > 0 {
132                                 valid += ", "
133                         }
134                         valid += san.String()
135                 }
136         } else {
137                 if c.commonNameAsHostname() {
138                         valid = c.Subject.CommonName
139                 } else {
140                         valid = strings.Join(c.DNSNames, ", ")
141                 }
142         }
143
144         if len(valid) == 0 {
145                 return "x509: certificate is not valid for any names, but wanted to match " + h.Host
146         }
147         return "x509: certificate is valid for " + valid + ", not " + h.Host
148 }
149
150 // UnknownAuthorityError results when the certificate issuer is unknown
151 type UnknownAuthorityError struct {
152         Cert *Certificate
153         // hintErr contains an error that may be helpful in determining why an
154         // authority wasn't found.
155         hintErr error
156         // hintCert contains a possible authority certificate that was rejected
157         // because of the error in hintErr.
158         hintCert *Certificate
159 }
160
161 func (e UnknownAuthorityError) Error() string {
162         s := "x509: certificate signed by unknown authority"
163         if e.hintErr != nil {
164                 certName := e.hintCert.Subject.CommonName
165                 if len(certName) == 0 {
166                         if len(e.hintCert.Subject.Organization) > 0 {
167                                 certName = e.hintCert.Subject.Organization[0]
168                         } else {
169                                 certName = "serial:" + e.hintCert.SerialNumber.String()
170                         }
171                 }
172                 s += fmt.Sprintf(" (possibly because of %q while trying to verify candidate authority certificate %q)", e.hintErr, certName)
173         }
174         return s
175 }
176
177 // SystemRootsError results when we fail to load the system root certificates.
178 type SystemRootsError struct {
179         Err error
180 }
181
182 func (se SystemRootsError) Error() string {
183         msg := "x509: failed to load system roots and no roots provided"
184         if se.Err != nil {
185                 return msg + "; " + se.Err.Error()
186         }
187         return msg
188 }
189
190 // errNotParsed is returned when a certificate without ASN.1 contents is
191 // verified. Platform-specific verification needs the ASN.1 contents.
192 var errNotParsed = errors.New("x509: missing ASN.1 contents; use ParseCertificate")
193
194 // VerifyOptions contains parameters for Certificate.Verify.
195 type VerifyOptions struct {
196         // DNSName, if set, is checked against the leaf certificate with
197         // Certificate.VerifyHostname.
198         DNSName string
199
200         // Intermediates is an optional pool of certificates that are not trust
201         // anchors, but can be used to form a chain from the leaf certificate to a
202         // root certificate.
203         Intermediates *CertPool
204         // Roots is the set of trusted root certificates the leaf certificate needs
205         // to chain up to. If nil, the system roots or the platform verifier are used.
206         Roots *CertPool
207
208         // CurrentTime is used to check the validity of all certificates in the
209         // chain. If zero, the current time is used.
210         CurrentTime time.Time
211
212         // KeyUsage specifies which Extended Key Usage values are acceptable. A leaf
213         // certificate is accepted if it contains any of the listed values. An empty
214         // list means ExtKeyUsageServerAuth. To accept any key usage, include
215         // ExtKeyUsageAny.
216         //
217         // Certificate chains are required to nest these extended key usage values.
218         // (This matches the Windows CryptoAPI behavior, but not the spec.)
219         KeyUsages []ExtKeyUsage
220
221         // MaxConstraintComparisions is the maximum number of comparisons to
222         // perform when checking a given certificate's name constraints. If
223         // zero, a sensible default is used. This limit prevents pathological
224         // certificates from consuming excessive amounts of CPU time when
225         // validating.
226         MaxConstraintComparisions int
227 }
228
229 const (
230         leafCertificate = iota
231         intermediateCertificate
232         rootCertificate
233 )
234
235 // rfc2821Mailbox represents a “mailbox” (which is an email address to most
236 // people) by breaking it into the “local” (i.e. before the '@') and “domain”
237 // parts.
238 type rfc2821Mailbox struct {
239         local, domain string
240 }
241
242 // parseRFC2821Mailbox parses an email address into local and domain parts,
243 // based on the ABNF for a “Mailbox” from RFC 2821. According to RFC 5280,
244 // Section 4.2.1.6 that's correct for an rfc822Name from a certificate: “The
245 // format of an rfc822Name is a "Mailbox" as defined in RFC 2821, Section 4.1.2”.
246 func parseRFC2821Mailbox(in string) (mailbox rfc2821Mailbox, ok bool) {
247         if len(in) == 0 {
248                 return mailbox, false
249         }
250
251         localPartBytes := make([]byte, 0, len(in)/2)
252
253         if in[0] == '"' {
254                 // Quoted-string = DQUOTE *qcontent DQUOTE
255                 // non-whitespace-control = %d1-8 / %d11 / %d12 / %d14-31 / %d127
256                 // qcontent = qtext / quoted-pair
257                 // qtext = non-whitespace-control /
258                 //         %d33 / %d35-91 / %d93-126
259                 // quoted-pair = ("\" text) / obs-qp
260                 // text = %d1-9 / %d11 / %d12 / %d14-127 / obs-text
261                 //
262                 // (Names beginning with “obs-” are the obsolete syntax from RFC 2822,
263                 // Section 4. Since it has been 16 years, we no longer accept that.)
264                 in = in[1:]
265         QuotedString:
266                 for {
267                         if len(in) == 0 {
268                                 return mailbox, false
269                         }
270                         c := in[0]
271                         in = in[1:]
272
273                         switch {
274                         case c == '"':
275                                 break QuotedString
276
277                         case c == '\\':
278                                 // quoted-pair
279                                 if len(in) == 0 {
280                                         return mailbox, false
281                                 }
282                                 if in[0] == 11 ||
283                                         in[0] == 12 ||
284                                         (1 <= in[0] && in[0] <= 9) ||
285                                         (14 <= in[0] && in[0] <= 127) {
286                                         localPartBytes = append(localPartBytes, in[0])
287                                         in = in[1:]
288                                 } else {
289                                         return mailbox, false
290                                 }
291
292                         case c == 11 ||
293                                 c == 12 ||
294                                 // Space (char 32) is not allowed based on the
295                                 // BNF, but RFC 3696 gives an example that
296                                 // assumes that it is. Several “verified”
297                                 // errata continue to argue about this point.
298                                 // We choose to accept it.
299                                 c == 32 ||
300                                 c == 33 ||
301                                 c == 127 ||
302                                 (1 <= c && c <= 8) ||
303                                 (14 <= c && c <= 31) ||
304                                 (35 <= c && c <= 91) ||
305                                 (93 <= c && c <= 126):
306                                 // qtext
307                                 localPartBytes = append(localPartBytes, c)
308
309                         default:
310                                 return mailbox, false
311                         }
312                 }
313         } else {
314                 // Atom ("." Atom)*
315         NextChar:
316                 for len(in) > 0 {
317                         // atext from RFC 2822, Section 3.2.4
318                         c := in[0]
319
320                         switch {
321                         case c == '\\':
322                                 // Examples given in RFC 3696 suggest that
323                                 // escaped characters can appear outside of a
324                                 // quoted string. Several “verified” errata
325                                 // continue to argue the point. We choose to
326                                 // accept it.
327                                 in = in[1:]
328                                 if len(in) == 0 {
329                                         return mailbox, false
330                                 }
331                                 fallthrough
332
333                         case ('0' <= c && c <= '9') ||
334                                 ('a' <= c && c <= 'z') ||
335                                 ('A' <= c && c <= 'Z') ||
336                                 c == '!' || c == '#' || c == '$' || c == '%' ||
337                                 c == '&' || c == '\'' || c == '*' || c == '+' ||
338                                 c == '-' || c == '/' || c == '=' || c == '?' ||
339                                 c == '^' || c == '_' || c == '`' || c == '{' ||
340                                 c == '|' || c == '}' || c == '~' || c == '.':
341                                 localPartBytes = append(localPartBytes, in[0])
342                                 in = in[1:]
343
344                         default:
345                                 break NextChar
346                         }
347                 }
348
349                 if len(localPartBytes) == 0 {
350                         return mailbox, false
351                 }
352
353                 // From RFC 3696, Section 3:
354                 // “period (".") may also appear, but may not be used to start
355                 // or end the local part, nor may two or more consecutive
356                 // periods appear.”
357                 twoDots := []byte{'.', '.'}
358                 if localPartBytes[0] == '.' ||
359                         localPartBytes[len(localPartBytes)-1] == '.' ||
360                         bytes.Contains(localPartBytes, twoDots) {
361                         return mailbox, false
362                 }
363         }
364
365         if len(in) == 0 || in[0] != '@' {
366                 return mailbox, false
367         }
368         in = in[1:]
369
370         // The RFC species a format for domains, but that's known to be
371         // violated in practice so we accept that anything after an '@' is the
372         // domain part.
373         if _, ok := domainToReverseLabels(in); !ok {
374                 return mailbox, false
375         }
376
377         mailbox.local = string(localPartBytes)
378         mailbox.domain = in
379         return mailbox, true
380 }
381
382 // domainToReverseLabels converts a textual domain name like foo.example.com to
383 // the list of labels in reverse order, e.g. ["com", "example", "foo"].
384 func domainToReverseLabels(domain string) (reverseLabels []string, ok bool) {
385         for len(domain) > 0 {
386                 if i := strings.LastIndexByte(domain, '.'); i == -1 {
387                         reverseLabels = append(reverseLabels, domain)
388                         domain = ""
389                 } else {
390                         reverseLabels = append(reverseLabels, domain[i+1:])
391                         domain = domain[:i]
392                 }
393         }
394
395         if len(reverseLabels) > 0 && len(reverseLabels[0]) == 0 {
396                 // An empty label at the end indicates an absolute value.
397                 return nil, false
398         }
399
400         for _, label := range reverseLabels {
401                 if len(label) == 0 {
402                         // Empty labels are otherwise invalid.
403                         return nil, false
404                 }
405
406                 for _, c := range label {
407                         if c < 33 || c > 126 {
408                                 // Invalid character.
409                                 return nil, false
410                         }
411                 }
412         }
413
414         return reverseLabels, true
415 }
416
417 func matchEmailConstraint(mailbox rfc2821Mailbox, constraint string) (bool, error) {
418         // If the constraint contains an @, then it specifies an exact mailbox
419         // name.
420         if strings.Contains(constraint, "@") {
421                 constraintMailbox, ok := parseRFC2821Mailbox(constraint)
422                 if !ok {
423                         return false, fmt.Errorf("x509: internal error: cannot parse constraint %q", constraint)
424                 }
425                 return mailbox.local == constraintMailbox.local && strings.EqualFold(mailbox.domain, constraintMailbox.domain), nil
426         }
427
428         // Otherwise the constraint is like a DNS constraint of the domain part
429         // of the mailbox.
430         return matchDomainConstraint(mailbox.domain, constraint)
431 }
432
433 func matchURIConstraint(uri *url.URL, constraint string) (bool, error) {
434         // From RFC 5280, Section 4.2.1.10:
435         // “a uniformResourceIdentifier that does not include an authority
436         // component with a host name specified as a fully qualified domain
437         // name (e.g., if the URI either does not include an authority
438         // component or includes an authority component in which the host name
439         // is specified as an IP address), then the application MUST reject the
440         // certificate.”
441
442         host := uri.Host
443         if len(host) == 0 {
444                 return false, fmt.Errorf("URI with empty host (%q) cannot be matched against constraints", uri.String())
445         }
446
447         if strings.Contains(host, ":") && !strings.HasSuffix(host, "]") {
448                 var err error
449                 host, _, err = net.SplitHostPort(uri.Host)
450                 if err != nil {
451                         return false, err
452                 }
453         }
454
455         if strings.HasPrefix(host, "[") && strings.HasSuffix(host, "]") ||
456                 net.ParseIP(host) != nil {
457                 return false, fmt.Errorf("URI with IP (%q) cannot be matched against constraints", uri.String())
458         }
459
460         return matchDomainConstraint(host, constraint)
461 }
462
463 func matchIPConstraint(ip net.IP, constraint *net.IPNet) (bool, error) {
464         if len(ip) != len(constraint.IP) {
465                 return false, nil
466         }
467
468         for i := range ip {
469                 if mask := constraint.Mask[i]; ip[i]&mask != constraint.IP[i]&mask {
470                         return false, nil
471                 }
472         }
473
474         return true, nil
475 }
476
477 func matchDomainConstraint(domain, constraint string) (bool, error) {
478         // The meaning of zero length constraints is not specified, but this
479         // code follows NSS and accepts them as matching everything.
480         if len(constraint) == 0 {
481                 return true, nil
482         }
483
484         domainLabels, ok := domainToReverseLabels(domain)
485         if !ok {
486                 return false, fmt.Errorf("x509: internal error: cannot parse domain %q", domain)
487         }
488
489         // RFC 5280 says that a leading period in a domain name means that at
490         // least one label must be prepended, but only for URI and email
491         // constraints, not DNS constraints. The code also supports that
492         // behaviour for DNS constraints.
493
494         mustHaveSubdomains := false
495         if constraint[0] == '.' {
496                 mustHaveSubdomains = true
497                 constraint = constraint[1:]
498         }
499
500         constraintLabels, ok := domainToReverseLabels(constraint)
501         if !ok {
502                 return false, fmt.Errorf("x509: internal error: cannot parse domain %q", constraint)
503         }
504
505         if len(domainLabels) < len(constraintLabels) ||
506                 (mustHaveSubdomains && len(domainLabels) == len(constraintLabels)) {
507                 return false, nil
508         }
509
510         for i, constraintLabel := range constraintLabels {
511                 if !strings.EqualFold(constraintLabel, domainLabels[i]) {
512                         return false, nil
513                 }
514         }
515
516         return true, nil
517 }
518
519 // checkNameConstraints checks that c permits a child certificate to claim the
520 // given name, of type nameType. The argument parsedName contains the parsed
521 // form of name, suitable for passing to the match function. The total number
522 // of comparisons is tracked in the given count and should not exceed the given
523 // limit.
524 func (c *Certificate) checkNameConstraints(count *int,
525         maxConstraintComparisons int,
526         nameType string,
527         name string,
528         parsedName interface{},
529         match func(parsedName, constraint interface{}) (match bool, err error),
530         permitted, excluded interface{}) error {
531
532         excludedValue := reflect.ValueOf(excluded)
533
534         *count += excludedValue.Len()
535         if *count > maxConstraintComparisons {
536                 return CertificateInvalidError{c, TooManyConstraints, ""}
537         }
538
539         for i := 0; i < excludedValue.Len(); i++ {
540                 constraint := excludedValue.Index(i).Interface()
541                 match, err := match(parsedName, constraint)
542                 if err != nil {
543                         return CertificateInvalidError{c, CANotAuthorizedForThisName, err.Error()}
544                 }
545
546                 if match {
547                         return CertificateInvalidError{c, CANotAuthorizedForThisName, fmt.Sprintf("%s %q is excluded by constraint %q", nameType, name, constraint)}
548                 }
549         }
550
551         permittedValue := reflect.ValueOf(permitted)
552
553         *count += permittedValue.Len()
554         if *count > maxConstraintComparisons {
555                 return CertificateInvalidError{c, TooManyConstraints, ""}
556         }
557
558         ok := true
559         for i := 0; i < permittedValue.Len(); i++ {
560                 constraint := permittedValue.Index(i).Interface()
561
562                 var err error
563                 if ok, err = match(parsedName, constraint); err != nil {
564                         return CertificateInvalidError{c, CANotAuthorizedForThisName, err.Error()}
565                 }
566
567                 if ok {
568                         break
569                 }
570         }
571
572         if !ok {
573                 return CertificateInvalidError{c, CANotAuthorizedForThisName, fmt.Sprintf("%s %q is not permitted by any constraint", nameType, name)}
574         }
575
576         return nil
577 }
578
579 // isValid performs validity checks on c given that it is a candidate to append
580 // to the chain in currentChain.
581 func (c *Certificate) isValid(certType int, currentChain []*Certificate, opts *VerifyOptions) error {
582         if len(c.UnhandledCriticalExtensions) > 0 {
583                 return UnhandledCriticalExtension{}
584         }
585
586         if len(currentChain) > 0 {
587                 child := currentChain[len(currentChain)-1]
588                 if !bytes.Equal(child.RawIssuer, c.RawSubject) {
589                         return CertificateInvalidError{c, NameMismatch, ""}
590                 }
591         }
592
593         now := opts.CurrentTime
594         if now.IsZero() {
595                 now = time.Now()
596         }
597         if now.Before(c.NotBefore) {
598                 return CertificateInvalidError{
599                         Cert:   c,
600                         Reason: Expired,
601                         Detail: fmt.Sprintf("current time %s is before %s", now.Format(time.RFC3339), c.NotBefore.Format(time.RFC3339)),
602                 }
603         } else if now.After(c.NotAfter) {
604                 return CertificateInvalidError{
605                         Cert:   c,
606                         Reason: Expired,
607                         Detail: fmt.Sprintf("current time %s is after %s", now.Format(time.RFC3339), c.NotAfter.Format(time.RFC3339)),
608                 }
609         }
610
611         maxConstraintComparisons := opts.MaxConstraintComparisions
612         if maxConstraintComparisons == 0 {
613                 maxConstraintComparisons = 250000
614         }
615         comparisonCount := 0
616
617         var leaf *Certificate
618         if certType == intermediateCertificate || certType == rootCertificate {
619                 if len(currentChain) == 0 {
620                         return errors.New("x509: internal error: empty chain when appending CA cert")
621                 }
622                 leaf = currentChain[0]
623         }
624
625         checkNameConstraints := (certType == intermediateCertificate || certType == rootCertificate) && c.hasNameConstraints()
626         if checkNameConstraints && leaf.commonNameAsHostname() {
627                 // This is the deprecated, legacy case of depending on the commonName as
628                 // a hostname. We don't enforce name constraints against the CN, but
629                 // VerifyHostname will look for hostnames in there if there are no SANs.
630                 // In order to ensure VerifyHostname will not accept an unchecked name,
631                 // return an error here.
632                 return CertificateInvalidError{c, NameConstraintsWithoutSANs, ""}
633         } else if checkNameConstraints && leaf.hasSANExtension() {
634                 err := forEachSAN(leaf.getSANExtension(), func(tag int, data []byte) error {
635                         switch tag {
636                         case nameTypeEmail:
637                                 name := string(data)
638                                 mailbox, ok := parseRFC2821Mailbox(name)
639                                 if !ok {
640                                         return fmt.Errorf("x509: cannot parse rfc822Name %q", mailbox)
641                                 }
642
643                                 if err := c.checkNameConstraints(&comparisonCount, maxConstraintComparisons, "email address", name, mailbox,
644                                         func(parsedName, constraint interface{}) (bool, error) {
645                                                 return matchEmailConstraint(parsedName.(rfc2821Mailbox), constraint.(string))
646                                         }, c.PermittedEmailAddresses, c.ExcludedEmailAddresses); err != nil {
647                                         return err
648                                 }
649
650                         case nameTypeDNS:
651                                 name := string(data)
652                                 if _, ok := domainToReverseLabels(name); !ok {
653                                         return fmt.Errorf("x509: cannot parse dnsName %q", name)
654                                 }
655
656                                 if err := c.checkNameConstraints(&comparisonCount, maxConstraintComparisons, "DNS name", name, name,
657                                         func(parsedName, constraint interface{}) (bool, error) {
658                                                 return matchDomainConstraint(parsedName.(string), constraint.(string))
659                                         }, c.PermittedDNSDomains, c.ExcludedDNSDomains); err != nil {
660                                         return err
661                                 }
662
663                         case nameTypeURI:
664                                 name := string(data)
665                                 uri, err := url.Parse(name)
666                                 if err != nil {
667                                         return fmt.Errorf("x509: internal error: URI SAN %q failed to parse", name)
668                                 }
669
670                                 if err := c.checkNameConstraints(&comparisonCount, maxConstraintComparisons, "URI", name, uri,
671                                         func(parsedName, constraint interface{}) (bool, error) {
672                                                 return matchURIConstraint(parsedName.(*url.URL), constraint.(string))
673                                         }, c.PermittedURIDomains, c.ExcludedURIDomains); err != nil {
674                                         return err
675                                 }
676
677                         case nameTypeIP:
678                                 ip := net.IP(data)
679                                 if l := len(ip); l != net.IPv4len && l != net.IPv6len {
680                                         return fmt.Errorf("x509: internal error: IP SAN %x failed to parse", data)
681                                 }
682
683                                 if err := c.checkNameConstraints(&comparisonCount, maxConstraintComparisons, "IP address", ip.String(), ip,
684                                         func(parsedName, constraint interface{}) (bool, error) {
685                                                 return matchIPConstraint(parsedName.(net.IP), constraint.(*net.IPNet))
686                                         }, c.PermittedIPRanges, c.ExcludedIPRanges); err != nil {
687                                         return err
688                                 }
689
690                         default:
691                                 // Unknown SAN types are ignored.
692                         }
693
694                         return nil
695                 })
696
697                 if err != nil {
698                         return err
699                 }
700         }
701
702         // KeyUsage status flags are ignored. From Engineering Security, Peter
703         // Gutmann: A European government CA marked its signing certificates as
704         // being valid for encryption only, but no-one noticed. Another
705         // European CA marked its signature keys as not being valid for
706         // signatures. A different CA marked its own trusted root certificate
707         // as being invalid for certificate signing. Another national CA
708         // distributed a certificate to be used to encrypt data for the
709         // country’s tax authority that was marked as only being usable for
710         // digital signatures but not for encryption. Yet another CA reversed
711         // the order of the bit flags in the keyUsage due to confusion over
712         // encoding endianness, essentially setting a random keyUsage in
713         // certificates that it issued. Another CA created a self-invalidating
714         // certificate by adding a certificate policy statement stipulating
715         // that the certificate had to be used strictly as specified in the
716         // keyUsage, and a keyUsage containing a flag indicating that the RSA
717         // encryption key could only be used for Diffie-Hellman key agreement.
718
719         if certType == intermediateCertificate && (!c.BasicConstraintsValid || !c.IsCA) {
720                 return CertificateInvalidError{c, NotAuthorizedToSign, ""}
721         }
722
723         if c.BasicConstraintsValid && c.MaxPathLen >= 0 {
724                 numIntermediates := len(currentChain) - 1
725                 if numIntermediates > c.MaxPathLen {
726                         return CertificateInvalidError{c, TooManyIntermediates, ""}
727                 }
728         }
729
730         return nil
731 }
732
733 // Verify attempts to verify c by building one or more chains from c to a
734 // certificate in opts.Roots, using certificates in opts.Intermediates if
735 // needed. If successful, it returns one or more chains where the first
736 // element of the chain is c and the last element is from opts.Roots.
737 //
738 // If opts.Roots is nil and system roots are unavailable the returned error
739 // will be of type SystemRootsError.
740 //
741 // Name constraints in the intermediates will be applied to all names claimed
742 // in the chain, not just opts.DNSName. Thus it is invalid for a leaf to claim
743 // example.com if an intermediate doesn't permit it, even if example.com is not
744 // the name being validated. Note that DirectoryName constraints are not
745 // supported.
746 //
747 // Name constraint validation follows the rules from RFC 5280, with the
748 // addition that DNS name constraints may use the leading period format
749 // defined for emails and URIs. When a constraint has a leading period
750 // it indicates that at least one additional label must be prepended to
751 // the constrained name to be considered valid.
752 //
753 // Extended Key Usage values are enforced down a chain, so an intermediate or
754 // root that enumerates EKUs prevents a leaf from asserting an EKU not in that
755 // list.
756 //
757 // WARNING: this function doesn't do any revocation checking.
758 func (c *Certificate) Verify(opts VerifyOptions) (chains [][]*Certificate, err error) {
759         // Platform-specific verification needs the ASN.1 contents so
760         // this makes the behavior consistent across platforms.
761         if len(c.Raw) == 0 {
762                 return nil, errNotParsed
763         }
764         if opts.Intermediates != nil {
765                 for _, intermediate := range opts.Intermediates.certs {
766                         if len(intermediate.Raw) == 0 {
767                                 return nil, errNotParsed
768                         }
769                 }
770         }
771
772         // Use Windows's own verification and chain building.
773         if opts.Roots == nil && runtime.GOOS == "windows" {
774                 return c.systemVerify(&opts)
775         }
776
777         if opts.Roots == nil {
778                 opts.Roots = systemRootsPool()
779                 if opts.Roots == nil {
780                         return nil, SystemRootsError{systemRootsErr}
781                 }
782         }
783
784         err = c.isValid(leafCertificate, nil, &opts)
785         if err != nil {
786                 return
787         }
788
789         if len(opts.DNSName) > 0 {
790                 err = c.VerifyHostname(opts.DNSName)
791                 if err != nil {
792                         return
793                 }
794         }
795
796         var candidateChains [][]*Certificate
797         if opts.Roots.contains(c) {
798                 candidateChains = append(candidateChains, []*Certificate{c})
799         } else {
800                 if candidateChains, err = c.buildChains(nil, []*Certificate{c}, nil, &opts); err != nil {
801                         return nil, err
802                 }
803         }
804
805         keyUsages := opts.KeyUsages
806         if len(keyUsages) == 0 {
807                 keyUsages = []ExtKeyUsage{ExtKeyUsageServerAuth}
808         }
809
810         // If any key usage is acceptable then we're done.
811         for _, usage := range keyUsages {
812                 if usage == ExtKeyUsageAny {
813                         return candidateChains, nil
814                 }
815         }
816
817         for _, candidate := range candidateChains {
818                 if checkChainForKeyUsage(candidate, keyUsages) {
819                         chains = append(chains, candidate)
820                 }
821         }
822
823         if len(chains) == 0 {
824                 return nil, CertificateInvalidError{c, IncompatibleUsage, ""}
825         }
826
827         return chains, nil
828 }
829
830 func appendToFreshChain(chain []*Certificate, cert *Certificate) []*Certificate {
831         n := make([]*Certificate, len(chain)+1)
832         copy(n, chain)
833         n[len(chain)] = cert
834         return n
835 }
836
837 // maxChainSignatureChecks is the maximum number of CheckSignatureFrom calls
838 // that an invocation of buildChains will (tranistively) make. Most chains are
839 // less than 15 certificates long, so this leaves space for multiple chains and
840 // for failed checks due to different intermediates having the same Subject.
841 const maxChainSignatureChecks = 100
842
843 func (c *Certificate) buildChains(cache map[*Certificate][][]*Certificate, currentChain []*Certificate, sigChecks *int, opts *VerifyOptions) (chains [][]*Certificate, err error) {
844         var (
845                 hintErr  error
846                 hintCert *Certificate
847         )
848
849         considerCandidate := func(certType int, candidate *Certificate) {
850                 for _, cert := range currentChain {
851                         if cert.Equal(candidate) {
852                                 return
853                         }
854                 }
855
856                 if sigChecks == nil {
857                         sigChecks = new(int)
858                 }
859                 *sigChecks++
860                 if *sigChecks > maxChainSignatureChecks {
861                         err = errors.New("x509: signature check attempts limit reached while verifying certificate chain")
862                         return
863                 }
864
865                 if err := c.CheckSignatureFrom(candidate); err != nil {
866                         if hintErr == nil {
867                                 hintErr = err
868                                 hintCert = candidate
869                         }
870                         return
871                 }
872
873                 err = candidate.isValid(certType, currentChain, opts)
874                 if err != nil {
875                         return
876                 }
877
878                 switch certType {
879                 case rootCertificate:
880                         chains = append(chains, appendToFreshChain(currentChain, candidate))
881                 case intermediateCertificate:
882                         if cache == nil {
883                                 cache = make(map[*Certificate][][]*Certificate)
884                         }
885                         childChains, ok := cache[candidate]
886                         if !ok {
887                                 childChains, err = candidate.buildChains(cache, appendToFreshChain(currentChain, candidate), sigChecks, opts)
888                                 cache[candidate] = childChains
889                         }
890                         chains = append(chains, childChains...)
891                 }
892         }
893
894         for _, rootNum := range opts.Roots.findPotentialParents(c) {
895                 considerCandidate(rootCertificate, opts.Roots.certs[rootNum])
896         }
897         for _, intermediateNum := range opts.Intermediates.findPotentialParents(c) {
898                 considerCandidate(intermediateCertificate, opts.Intermediates.certs[intermediateNum])
899         }
900
901         if len(chains) > 0 {
902                 err = nil
903         }
904         if len(chains) == 0 && err == nil {
905                 err = UnknownAuthorityError{c, hintErr, hintCert}
906         }
907
908         return
909 }
910
911 func validHostnamePattern(host string) bool { return validHostname(host, true) }
912 func validHostnameInput(host string) bool   { return validHostname(host, false) }
913
914 // validHostname reports whether host is a valid hostname that can be matched or
915 // matched against according to RFC 6125 2.2, with some leniency to accommodate
916 // legacy values.
917 func validHostname(host string, isPattern bool) bool {
918         if !isPattern {
919                 host = strings.TrimSuffix(host, ".")
920         }
921         if len(host) == 0 {
922                 return false
923         }
924
925         for i, part := range strings.Split(host, ".") {
926                 if part == "" {
927                         // Empty label.
928                         return false
929                 }
930                 if isPattern && i == 0 && part == "*" {
931                         // Only allow full left-most wildcards, as those are the only ones
932                         // we match, and matching literal '*' characters is probably never
933                         // the expected behavior.
934                         continue
935                 }
936                 for j, c := range part {
937                         if 'a' <= c && c <= 'z' {
938                                 continue
939                         }
940                         if '0' <= c && c <= '9' {
941                                 continue
942                         }
943                         if 'A' <= c && c <= 'Z' {
944                                 continue
945                         }
946                         if c == '-' && j != 0 {
947                                 continue
948                         }
949                         if c == '_' {
950                                 // Not a valid character in hostnames, but commonly
951                                 // found in deployments outside the WebPKI.
952                                 continue
953                         }
954                         return false
955                 }
956         }
957
958         return true
959 }
960
961 // commonNameAsHostname reports whether the Common Name field should be
962 // considered the hostname that the certificate is valid for. This is a legacy
963 // behavior, disabled by default or if the Subject Alt Name extension is present.
964 //
965 // It applies the strict validHostname check to the Common Name field, so that
966 // certificates without SANs can still be validated against CAs with name
967 // constraints if there is no risk the CN would be matched as a hostname.
968 // See NameConstraintsWithoutSANs and issue 24151.
969 func (c *Certificate) commonNameAsHostname() bool {
970         return !ignoreCN && !c.hasSANExtension() && validHostnamePattern(c.Subject.CommonName)
971 }
972
973 func matchExactly(hostA, hostB string) bool {
974         if hostA == "" || hostA == "." || hostB == "" || hostB == "." {
975                 return false
976         }
977         return toLowerCaseASCII(hostA) == toLowerCaseASCII(hostB)
978 }
979
980 func matchHostnames(pattern, host string) bool {
981         pattern = toLowerCaseASCII(pattern)
982         host = toLowerCaseASCII(strings.TrimSuffix(host, "."))
983
984         if len(pattern) == 0 || len(host) == 0 {
985                 return false
986         }
987
988         patternParts := strings.Split(pattern, ".")
989         hostParts := strings.Split(host, ".")
990
991         if len(patternParts) != len(hostParts) {
992                 return false
993         }
994
995         for i, patternPart := range patternParts {
996                 if i == 0 && patternPart == "*" {
997                         continue
998                 }
999                 if patternPart != hostParts[i] {
1000                         return false
1001                 }
1002         }
1003
1004         return true
1005 }
1006
1007 // toLowerCaseASCII returns a lower-case version of in. See RFC 6125 6.4.1. We use
1008 // an explicitly ASCII function to avoid any sharp corners resulting from
1009 // performing Unicode operations on DNS labels.
1010 func toLowerCaseASCII(in string) string {
1011         // If the string is already lower-case then there's nothing to do.
1012         isAlreadyLowerCase := true
1013         for _, c := range in {
1014                 if c == utf8.RuneError {
1015                         // If we get a UTF-8 error then there might be
1016                         // upper-case ASCII bytes in the invalid sequence.
1017                         isAlreadyLowerCase = false
1018                         break
1019                 }
1020                 if 'A' <= c && c <= 'Z' {
1021                         isAlreadyLowerCase = false
1022                         break
1023                 }
1024         }
1025
1026         if isAlreadyLowerCase {
1027                 return in
1028         }
1029
1030         out := []byte(in)
1031         for i, c := range out {
1032                 if 'A' <= c && c <= 'Z' {
1033                         out[i] += 'a' - 'A'
1034                 }
1035         }
1036         return string(out)
1037 }
1038
1039 // VerifyHostname returns nil if c is a valid certificate for the named host.
1040 // Otherwise it returns an error describing the mismatch.
1041 //
1042 // IP addresses can be optionally enclosed in square brackets and are checked
1043 // against the IPAddresses field. Other names are checked case insensitively
1044 // against the DNSNames field. If the names are valid hostnames, the certificate
1045 // fields can have a wildcard as the left-most label.
1046 //
1047 // The legacy Common Name field is ignored unless it's a valid hostname, the
1048 // certificate doesn't have any Subject Alternative Names, and the GODEBUG
1049 // environment variable is set to "x509ignoreCN=0". Support for Common Name is
1050 // deprecated will be entirely removed in the future.
1051 func (c *Certificate) VerifyHostname(h string) error {
1052         // IP addresses may be written in [ ].
1053         candidateIP := h
1054         if len(h) >= 3 && h[0] == '[' && h[len(h)-1] == ']' {
1055                 candidateIP = h[1 : len(h)-1]
1056         }
1057         if ip := net.ParseIP(candidateIP); ip != nil {
1058                 // We only match IP addresses against IP SANs.
1059                 // See RFC 6125, Appendix B.2.
1060                 for _, candidate := range c.IPAddresses {
1061                         if ip.Equal(candidate) {
1062                                 return nil
1063                         }
1064                 }
1065                 return HostnameError{c, candidateIP}
1066         }
1067
1068         names := c.DNSNames
1069         if c.commonNameAsHostname() {
1070                 names = []string{c.Subject.CommonName}
1071         }
1072
1073         candidateName := toLowerCaseASCII(h) // Save allocations inside the loop.
1074         validCandidateName := validHostnameInput(candidateName)
1075
1076         for _, match := range names {
1077                 // Ideally, we'd only match valid hostnames according to RFC 6125 like
1078                 // browsers (more or less) do, but in practice Go is used in a wider
1079                 // array of contexts and can't even assume DNS resolution. Instead,
1080                 // always allow perfect matches, and only apply wildcard and trailing
1081                 // dot processing to valid hostnames.
1082                 if validCandidateName && validHostnamePattern(match) {
1083                         if matchHostnames(match, candidateName) {
1084                                 return nil
1085                         }
1086                 } else {
1087                         if matchExactly(match, candidateName) {
1088                                 return nil
1089                         }
1090                 }
1091         }
1092
1093         return HostnameError{c, h}
1094 }
1095
1096 func checkChainForKeyUsage(chain []*Certificate, keyUsages []ExtKeyUsage) bool {
1097         usages := make([]ExtKeyUsage, len(keyUsages))
1098         copy(usages, keyUsages)
1099
1100         if len(chain) == 0 {
1101                 return false
1102         }
1103
1104         usagesRemaining := len(usages)
1105
1106         // We walk down the list and cross out any usages that aren't supported
1107         // by each certificate. If we cross out all the usages, then the chain
1108         // is unacceptable.
1109
1110 NextCert:
1111         for i := len(chain) - 1; i >= 0; i-- {
1112                 cert := chain[i]
1113                 if len(cert.ExtKeyUsage) == 0 && len(cert.UnknownExtKeyUsage) == 0 {
1114                         // The certificate doesn't have any extended key usage specified.
1115                         continue
1116                 }
1117
1118                 for _, usage := range cert.ExtKeyUsage {
1119                         if usage == ExtKeyUsageAny {
1120                                 // The certificate is explicitly good for any usage.
1121                                 continue NextCert
1122                         }
1123                 }
1124
1125                 const invalidUsage ExtKeyUsage = -1
1126
1127         NextRequestedUsage:
1128                 for i, requestedUsage := range usages {
1129                         if requestedUsage == invalidUsage {
1130                                 continue
1131                         }
1132
1133                         for _, usage := range cert.ExtKeyUsage {
1134                                 if requestedUsage == usage {
1135                                         continue NextRequestedUsage
1136                                 } else if requestedUsage == ExtKeyUsageServerAuth &&
1137                                         (usage == ExtKeyUsageNetscapeServerGatedCrypto ||
1138                                                 usage == ExtKeyUsageMicrosoftServerGatedCrypto) {
1139                                         // In order to support COMODO
1140                                         // certificate chains, we have to
1141                                         // accept Netscape or Microsoft SGC
1142                                         // usages as equal to ServerAuth.
1143                                         continue NextRequestedUsage
1144                                 }
1145                         }
1146
1147                         usages[i] = invalidUsage
1148                         usagesRemaining--
1149                         if usagesRemaining == 0 {
1150                                 return false
1151                         }
1152                 }
1153         }
1154
1155         return true
1156 }