]> Cypherpunks.ru repositories - gostls13.git/blob - src/crypto/tls/common.go
[dev.boringcrypto] misc/boring: add go1.9.2b4 release
[gostls13.git] / src / crypto / tls / common.go
1 // Copyright 2009 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 tls
6
7 import (
8         "container/list"
9         "crypto"
10         "crypto/internal/cipherhw"
11         "crypto/rand"
12         "crypto/sha512"
13         "crypto/x509"
14         "errors"
15         "fmt"
16         "io"
17         "math/big"
18         "net"
19         "strings"
20         "sync"
21         "time"
22 )
23
24 const (
25         VersionSSL30 = 0x0300
26         VersionTLS10 = 0x0301
27         VersionTLS11 = 0x0302
28         VersionTLS12 = 0x0303
29 )
30
31 const (
32         maxPlaintext    = 16384        // maximum plaintext payload length
33         maxCiphertext   = 16384 + 2048 // maximum ciphertext payload length
34         recordHeaderLen = 5            // record header length
35         maxHandshake    = 65536        // maximum handshake we support (protocol max is 16 MB)
36
37         minVersion = VersionTLS10
38         maxVersion = VersionTLS12
39 )
40
41 // TLS record types.
42 type recordType uint8
43
44 const (
45         recordTypeChangeCipherSpec recordType = 20
46         recordTypeAlert            recordType = 21
47         recordTypeHandshake        recordType = 22
48         recordTypeApplicationData  recordType = 23
49 )
50
51 // TLS handshake message types.
52 const (
53         typeHelloRequest       uint8 = 0
54         typeClientHello        uint8 = 1
55         typeServerHello        uint8 = 2
56         typeNewSessionTicket   uint8 = 4
57         typeCertificate        uint8 = 11
58         typeServerKeyExchange  uint8 = 12
59         typeCertificateRequest uint8 = 13
60         typeServerHelloDone    uint8 = 14
61         typeCertificateVerify  uint8 = 15
62         typeClientKeyExchange  uint8 = 16
63         typeFinished           uint8 = 20
64         typeCertificateStatus  uint8 = 22
65         typeNextProtocol       uint8 = 67 // Not IANA assigned
66 )
67
68 // TLS compression types.
69 const (
70         compressionNone uint8 = 0
71 )
72
73 // TLS extension numbers
74 const (
75         extensionServerName          uint16 = 0
76         extensionStatusRequest       uint16 = 5
77         extensionSupportedCurves     uint16 = 10
78         extensionSupportedPoints     uint16 = 11
79         extensionSignatureAlgorithms uint16 = 13
80         extensionALPN                uint16 = 16
81         extensionSCT                 uint16 = 18 // https://tools.ietf.org/html/rfc6962#section-6
82         extensionSessionTicket       uint16 = 35
83         extensionNextProtoNeg        uint16 = 13172 // not IANA assigned
84         extensionRenegotiationInfo   uint16 = 0xff01
85 )
86
87 // TLS signaling cipher suite values
88 const (
89         scsvRenegotiation uint16 = 0x00ff
90 )
91
92 // CurveID is the type of a TLS identifier for an elliptic curve. See
93 // http://www.iana.org/assignments/tls-parameters/tls-parameters.xml#tls-parameters-8
94 type CurveID uint16
95
96 const (
97         CurveP256 CurveID = 23
98         CurveP384 CurveID = 24
99         CurveP521 CurveID = 25
100         X25519    CurveID = 29
101 )
102
103 // TLS Elliptic Curve Point Formats
104 // http://www.iana.org/assignments/tls-parameters/tls-parameters.xml#tls-parameters-9
105 const (
106         pointFormatUncompressed uint8 = 0
107 )
108
109 // TLS CertificateStatusType (RFC 3546)
110 const (
111         statusTypeOCSP uint8 = 1
112 )
113
114 // Certificate types (for certificateRequestMsg)
115 const (
116         certTypeRSASign    = 1 // A certificate containing an RSA key
117         certTypeDSSSign    = 2 // A certificate containing a DSA key
118         certTypeRSAFixedDH = 3 // A certificate containing a static DH key
119         certTypeDSSFixedDH = 4 // A certificate containing a static DH key
120
121         // See RFC 4492 sections 3 and 5.5.
122         certTypeECDSASign      = 64 // A certificate containing an ECDSA-capable public key, signed with ECDSA.
123         certTypeRSAFixedECDH   = 65 // A certificate containing an ECDH-capable public key, signed with RSA.
124         certTypeECDSAFixedECDH = 66 // A certificate containing an ECDH-capable public key, signed with ECDSA.
125
126         // Rest of these are reserved by the TLS spec
127 )
128
129 // Hash functions for TLS 1.2 (See RFC 5246, section A.4.1)
130 const (
131         hashSHA1   uint8 = 2
132         hashSHA256 uint8 = 4
133         hashSHA384 uint8 = 5
134 )
135
136 // Signature algorithms for TLS 1.2 (See RFC 5246, section A.4.1)
137 const (
138         signatureRSA   uint8 = 1
139         signatureECDSA uint8 = 3
140 )
141
142 // signatureAndHash mirrors the TLS 1.2, SignatureAndHashAlgorithm struct. See
143 // RFC 5246, section A.4.1.
144 type signatureAndHash struct {
145         hash, signature uint8
146 }
147
148 // defaultSupportedSignatureAlgorithms contains the signature and hash algorithms that
149 // the code advertises as supported in a TLS 1.2 ClientHello and in a TLS 1.2
150 // CertificateRequest.
151 var defaultSupportedSignatureAlgorithms = []signatureAndHash{
152         {hashSHA256, signatureRSA},
153         {hashSHA256, signatureECDSA},
154         {hashSHA384, signatureRSA},
155         {hashSHA384, signatureECDSA},
156         {hashSHA1, signatureRSA},
157         {hashSHA1, signatureECDSA},
158 }
159
160 // ConnectionState records basic TLS details about the connection.
161 type ConnectionState struct {
162         Version                     uint16                // TLS version used by the connection (e.g. VersionTLS12)
163         HandshakeComplete           bool                  // TLS handshake is complete
164         DidResume                   bool                  // connection resumes a previous TLS connection
165         CipherSuite                 uint16                // cipher suite in use (TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA, ...)
166         NegotiatedProtocol          string                // negotiated next protocol (not guaranteed to be from Config.NextProtos)
167         NegotiatedProtocolIsMutual  bool                  // negotiated protocol was advertised by server (client side only)
168         ServerName                  string                // server name requested by client, if any (server side only)
169         PeerCertificates            []*x509.Certificate   // certificate chain presented by remote peer
170         VerifiedChains              [][]*x509.Certificate // verified chains built from PeerCertificates
171         SignedCertificateTimestamps [][]byte              // SCTs from the server, if any
172         OCSPResponse                []byte                // stapled OCSP response from server, if any
173
174         // TLSUnique contains the "tls-unique" channel binding value (see RFC
175         // 5929, section 3). For resumed sessions this value will be nil
176         // because resumption does not include enough context (see
177         // https://mitls.org/pages/attacks/3SHAKE#channelbindings). This will
178         // change in future versions of Go once the TLS master-secret fix has
179         // been standardized and implemented.
180         TLSUnique []byte
181 }
182
183 // ClientAuthType declares the policy the server will follow for
184 // TLS Client Authentication.
185 type ClientAuthType int
186
187 const (
188         NoClientCert ClientAuthType = iota
189         RequestClientCert
190         RequireAnyClientCert
191         VerifyClientCertIfGiven
192         RequireAndVerifyClientCert
193 )
194
195 // ClientSessionState contains the state needed by clients to resume TLS
196 // sessions.
197 type ClientSessionState struct {
198         sessionTicket      []uint8               // Encrypted ticket used for session resumption with server
199         vers               uint16                // SSL/TLS version negotiated for the session
200         cipherSuite        uint16                // Ciphersuite negotiated for the session
201         masterSecret       []byte                // MasterSecret generated by client on a full handshake
202         serverCertificates []*x509.Certificate   // Certificate chain presented by the server
203         verifiedChains     [][]*x509.Certificate // Certificate chains we built for verification
204 }
205
206 // ClientSessionCache is a cache of ClientSessionState objects that can be used
207 // by a client to resume a TLS session with a given server. ClientSessionCache
208 // implementations should expect to be called concurrently from different
209 // goroutines. Only ticket-based resumption is supported, not SessionID-based
210 // resumption.
211 type ClientSessionCache interface {
212         // Get searches for a ClientSessionState associated with the given key.
213         // On return, ok is true if one was found.
214         Get(sessionKey string) (session *ClientSessionState, ok bool)
215
216         // Put adds the ClientSessionState to the cache with the given key.
217         Put(sessionKey string, cs *ClientSessionState)
218 }
219
220 // SignatureScheme identifies a signature algorithm supported by TLS. See
221 // https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-tls-tls13-18#section-4.2.3.
222 type SignatureScheme uint16
223
224 const (
225         PKCS1WithSHA1   SignatureScheme = 0x0201
226         PKCS1WithSHA256 SignatureScheme = 0x0401
227         PKCS1WithSHA384 SignatureScheme = 0x0501
228         PKCS1WithSHA512 SignatureScheme = 0x0601
229
230         PSSWithSHA256 SignatureScheme = 0x0804
231         PSSWithSHA384 SignatureScheme = 0x0805
232         PSSWithSHA512 SignatureScheme = 0x0806
233
234         ECDSAWithP256AndSHA256 SignatureScheme = 0x0403
235         ECDSAWithP384AndSHA384 SignatureScheme = 0x0503
236         ECDSAWithP521AndSHA512 SignatureScheme = 0x0603
237 )
238
239 // ClientHelloInfo contains information from a ClientHello message in order to
240 // guide certificate selection in the GetCertificate callback.
241 type ClientHelloInfo struct {
242         // CipherSuites lists the CipherSuites supported by the client (e.g.
243         // TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA).
244         CipherSuites []uint16
245
246         // ServerName indicates the name of the server requested by the client
247         // in order to support virtual hosting. ServerName is only set if the
248         // client is using SNI (see
249         // http://tools.ietf.org/html/rfc4366#section-3.1).
250         ServerName string
251
252         // SupportedCurves lists the elliptic curves supported by the client.
253         // SupportedCurves is set only if the Supported Elliptic Curves
254         // Extension is being used (see
255         // http://tools.ietf.org/html/rfc4492#section-5.1.1).
256         SupportedCurves []CurveID
257
258         // SupportedPoints lists the point formats supported by the client.
259         // SupportedPoints is set only if the Supported Point Formats Extension
260         // is being used (see
261         // http://tools.ietf.org/html/rfc4492#section-5.1.2).
262         SupportedPoints []uint8
263
264         // SignatureSchemes lists the signature and hash schemes that the client
265         // is willing to verify. SignatureSchemes is set only if the Signature
266         // Algorithms Extension is being used (see
267         // https://tools.ietf.org/html/rfc5246#section-7.4.1.4.1).
268         SignatureSchemes []SignatureScheme
269
270         // SupportedProtos lists the application protocols supported by the client.
271         // SupportedProtos is set only if the Application-Layer Protocol
272         // Negotiation Extension is being used (see
273         // https://tools.ietf.org/html/rfc7301#section-3.1).
274         //
275         // Servers can select a protocol by setting Config.NextProtos in a
276         // GetConfigForClient return value.
277         SupportedProtos []string
278
279         // SupportedVersions lists the TLS versions supported by the client.
280         // For TLS versions less than 1.3, this is extrapolated from the max
281         // version advertised by the client, so values other than the greatest
282         // might be rejected if used.
283         SupportedVersions []uint16
284
285         // Conn is the underlying net.Conn for the connection. Do not read
286         // from, or write to, this connection; that will cause the TLS
287         // connection to fail.
288         Conn net.Conn
289 }
290
291 // CertificateRequestInfo contains information from a server's
292 // CertificateRequest message, which is used to demand a certificate and proof
293 // of control from a client.
294 type CertificateRequestInfo struct {
295         // AcceptableCAs contains zero or more, DER-encoded, X.501
296         // Distinguished Names. These are the names of root or intermediate CAs
297         // that the server wishes the returned certificate to be signed by. An
298         // empty slice indicates that the server has no preference.
299         AcceptableCAs [][]byte
300
301         // SignatureSchemes lists the signature schemes that the server is
302         // willing to verify.
303         SignatureSchemes []SignatureScheme
304 }
305
306 // RenegotiationSupport enumerates the different levels of support for TLS
307 // renegotiation. TLS renegotiation is the act of performing subsequent
308 // handshakes on a connection after the first. This significantly complicates
309 // the state machine and has been the source of numerous, subtle security
310 // issues. Initiating a renegotiation is not supported, but support for
311 // accepting renegotiation requests may be enabled.
312 //
313 // Even when enabled, the server may not change its identity between handshakes
314 // (i.e. the leaf certificate must be the same). Additionally, concurrent
315 // handshake and application data flow is not permitted so renegotiation can
316 // only be used with protocols that synchronise with the renegotiation, such as
317 // HTTPS.
318 type RenegotiationSupport int
319
320 const (
321         // RenegotiateNever disables renegotiation.
322         RenegotiateNever RenegotiationSupport = iota
323
324         // RenegotiateOnceAsClient allows a remote server to request
325         // renegotiation once per connection.
326         RenegotiateOnceAsClient
327
328         // RenegotiateFreelyAsClient allows a remote server to repeatedly
329         // request renegotiation.
330         RenegotiateFreelyAsClient
331 )
332
333 // A Config structure is used to configure a TLS client or server.
334 // After one has been passed to a TLS function it must not be
335 // modified. A Config may be reused; the tls package will also not
336 // modify it.
337 type Config struct {
338         // Rand provides the source of entropy for nonces and RSA blinding.
339         // If Rand is nil, TLS uses the cryptographic random reader in package
340         // crypto/rand.
341         // The Reader must be safe for use by multiple goroutines.
342         Rand io.Reader
343
344         // Time returns the current time as the number of seconds since the epoch.
345         // If Time is nil, TLS uses time.Now.
346         Time func() time.Time
347
348         // Certificates contains one or more certificate chains to present to
349         // the other side of the connection. Server configurations must include
350         // at least one certificate or else set GetCertificate. Clients doing
351         // client-authentication may set either Certificates or
352         // GetClientCertificate.
353         Certificates []Certificate
354
355         // NameToCertificate maps from a certificate name to an element of
356         // Certificates. Note that a certificate name can be of the form
357         // '*.example.com' and so doesn't have to be a domain name as such.
358         // See Config.BuildNameToCertificate
359         // The nil value causes the first element of Certificates to be used
360         // for all connections.
361         NameToCertificate map[string]*Certificate
362
363         // GetCertificate returns a Certificate based on the given
364         // ClientHelloInfo. It will only be called if the client supplies SNI
365         // information or if Certificates is empty.
366         //
367         // If GetCertificate is nil or returns nil, then the certificate is
368         // retrieved from NameToCertificate. If NameToCertificate is nil, the
369         // first element of Certificates will be used.
370         GetCertificate func(*ClientHelloInfo) (*Certificate, error)
371
372         // GetClientCertificate, if not nil, is called when a server requests a
373         // certificate from a client. If set, the contents of Certificates will
374         // be ignored.
375         //
376         // If GetClientCertificate returns an error, the handshake will be
377         // aborted and that error will be returned. Otherwise
378         // GetClientCertificate must return a non-nil Certificate. If
379         // Certificate.Certificate is empty then no certificate will be sent to
380         // the server. If this is unacceptable to the server then it may abort
381         // the handshake.
382         //
383         // GetClientCertificate may be called multiple times for the same
384         // connection if renegotiation occurs or if TLS 1.3 is in use.
385         GetClientCertificate func(*CertificateRequestInfo) (*Certificate, error)
386
387         // GetConfigForClient, if not nil, is called after a ClientHello is
388         // received from a client. It may return a non-nil Config in order to
389         // change the Config that will be used to handle this connection. If
390         // the returned Config is nil, the original Config will be used. The
391         // Config returned by this callback may not be subsequently modified.
392         //
393         // If GetConfigForClient is nil, the Config passed to Server() will be
394         // used for all connections.
395         //
396         // Uniquely for the fields in the returned Config, session ticket keys
397         // will be duplicated from the original Config if not set.
398         // Specifically, if SetSessionTicketKeys was called on the original
399         // config but not on the returned config then the ticket keys from the
400         // original config will be copied into the new config before use.
401         // Otherwise, if SessionTicketKey was set in the original config but
402         // not in the returned config then it will be copied into the returned
403         // config before use. If neither of those cases applies then the key
404         // material from the returned config will be used for session tickets.
405         GetConfigForClient func(*ClientHelloInfo) (*Config, error)
406
407         // VerifyPeerCertificate, if not nil, is called after normal
408         // certificate verification by either a TLS client or server. It
409         // receives the raw ASN.1 certificates provided by the peer and also
410         // any verified chains that normal processing found. If it returns a
411         // non-nil error, the handshake is aborted and that error results.
412         //
413         // If normal verification fails then the handshake will abort before
414         // considering this callback. If normal verification is disabled by
415         // setting InsecureSkipVerify then this callback will be considered but
416         // the verifiedChains argument will always be nil.
417         VerifyPeerCertificate func(rawCerts [][]byte, verifiedChains [][]*x509.Certificate) error
418
419         // RootCAs defines the set of root certificate authorities
420         // that clients use when verifying server certificates.
421         // If RootCAs is nil, TLS uses the host's root CA set.
422         RootCAs *x509.CertPool
423
424         // NextProtos is a list of supported, application level protocols.
425         NextProtos []string
426
427         // ServerName is used to verify the hostname on the returned
428         // certificates unless InsecureSkipVerify is given. It is also included
429         // in the client's handshake to support virtual hosting unless it is
430         // an IP address.
431         ServerName string
432
433         // ClientAuth determines the server's policy for
434         // TLS Client Authentication. The default is NoClientCert.
435         ClientAuth ClientAuthType
436
437         // ClientCAs defines the set of root certificate authorities
438         // that servers use if required to verify a client certificate
439         // by the policy in ClientAuth.
440         ClientCAs *x509.CertPool
441
442         // InsecureSkipVerify controls whether a client verifies the
443         // server's certificate chain and host name.
444         // If InsecureSkipVerify is true, TLS accepts any certificate
445         // presented by the server and any host name in that certificate.
446         // In this mode, TLS is susceptible to man-in-the-middle attacks.
447         // This should be used only for testing.
448         InsecureSkipVerify bool
449
450         // CipherSuites is a list of supported cipher suites. If CipherSuites
451         // is nil, TLS uses a list of suites supported by the implementation.
452         CipherSuites []uint16
453
454         // PreferServerCipherSuites controls whether the server selects the
455         // client's most preferred ciphersuite, or the server's most preferred
456         // ciphersuite. If true then the server's preference, as expressed in
457         // the order of elements in CipherSuites, is used.
458         PreferServerCipherSuites bool
459
460         // SessionTicketsDisabled may be set to true to disable session ticket
461         // (resumption) support.
462         SessionTicketsDisabled bool
463
464         // SessionTicketKey is used by TLS servers to provide session
465         // resumption. See RFC 5077. If zero, it will be filled with
466         // random data before the first server handshake.
467         //
468         // If multiple servers are terminating connections for the same host
469         // they should all have the same SessionTicketKey. If the
470         // SessionTicketKey leaks, previously recorded and future TLS
471         // connections using that key are compromised.
472         SessionTicketKey [32]byte
473
474         // SessionCache is a cache of ClientSessionState entries for TLS session
475         // resumption.
476         ClientSessionCache ClientSessionCache
477
478         // MinVersion contains the minimum SSL/TLS version that is acceptable.
479         // If zero, then TLS 1.0 is taken as the minimum.
480         MinVersion uint16
481
482         // MaxVersion contains the maximum SSL/TLS version that is acceptable.
483         // If zero, then the maximum version supported by this package is used,
484         // which is currently TLS 1.2.
485         MaxVersion uint16
486
487         // CurvePreferences contains the elliptic curves that will be used in
488         // an ECDHE handshake, in preference order. If empty, the default will
489         // be used.
490         CurvePreferences []CurveID
491
492         // DynamicRecordSizingDisabled disables adaptive sizing of TLS records.
493         // When true, the largest possible TLS record size is always used. When
494         // false, the size of TLS records may be adjusted in an attempt to
495         // improve latency.
496         DynamicRecordSizingDisabled bool
497
498         // Renegotiation controls what types of renegotiation are supported.
499         // The default, none, is correct for the vast majority of applications.
500         Renegotiation RenegotiationSupport
501
502         // KeyLogWriter optionally specifies a destination for TLS master secrets
503         // in NSS key log format that can be used to allow external programs
504         // such as Wireshark to decrypt TLS connections.
505         // See https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Mozilla/Projects/NSS/Key_Log_Format.
506         // Use of KeyLogWriter compromises security and should only be
507         // used for debugging.
508         KeyLogWriter io.Writer
509
510         serverInitOnce sync.Once // guards calling (*Config).serverInit
511
512         // mutex protects sessionTicketKeys.
513         mutex sync.RWMutex
514         // sessionTicketKeys contains zero or more ticket keys. If the length
515         // is zero, SessionTicketsDisabled must be true. The first key is used
516         // for new tickets and any subsequent keys can be used to decrypt old
517         // tickets.
518         sessionTicketKeys []ticketKey
519 }
520
521 // ticketKeyNameLen is the number of bytes of identifier that is prepended to
522 // an encrypted session ticket in order to identify the key used to encrypt it.
523 const ticketKeyNameLen = 16
524
525 // ticketKey is the internal representation of a session ticket key.
526 type ticketKey struct {
527         // keyName is an opaque byte string that serves to identify the session
528         // ticket key. It's exposed as plaintext in every session ticket.
529         keyName [ticketKeyNameLen]byte
530         aesKey  [16]byte
531         hmacKey [16]byte
532 }
533
534 // ticketKeyFromBytes converts from the external representation of a session
535 // ticket key to a ticketKey. Externally, session ticket keys are 32 random
536 // bytes and this function expands that into sufficient name and key material.
537 func ticketKeyFromBytes(b [32]byte) (key ticketKey) {
538         hashed := sha512.Sum512(b[:])
539         copy(key.keyName[:], hashed[:ticketKeyNameLen])
540         copy(key.aesKey[:], hashed[ticketKeyNameLen:ticketKeyNameLen+16])
541         copy(key.hmacKey[:], hashed[ticketKeyNameLen+16:ticketKeyNameLen+32])
542         return key
543 }
544
545 // Clone returns a shallow clone of c. It is safe to clone a Config that is
546 // being used concurrently by a TLS client or server.
547 func (c *Config) Clone() *Config {
548         // Running serverInit ensures that it's safe to read
549         // SessionTicketsDisabled.
550         c.serverInitOnce.Do(func() { c.serverInit(nil) })
551
552         var sessionTicketKeys []ticketKey
553         c.mutex.RLock()
554         sessionTicketKeys = c.sessionTicketKeys
555         c.mutex.RUnlock()
556
557         return &Config{
558                 Rand:                        c.Rand,
559                 Time:                        c.Time,
560                 Certificates:                c.Certificates,
561                 NameToCertificate:           c.NameToCertificate,
562                 GetCertificate:              c.GetCertificate,
563                 GetClientCertificate:        c.GetClientCertificate,
564                 GetConfigForClient:          c.GetConfigForClient,
565                 VerifyPeerCertificate:       c.VerifyPeerCertificate,
566                 RootCAs:                     c.RootCAs,
567                 NextProtos:                  c.NextProtos,
568                 ServerName:                  c.ServerName,
569                 ClientAuth:                  c.ClientAuth,
570                 ClientCAs:                   c.ClientCAs,
571                 InsecureSkipVerify:          c.InsecureSkipVerify,
572                 CipherSuites:                c.CipherSuites,
573                 PreferServerCipherSuites:    c.PreferServerCipherSuites,
574                 SessionTicketsDisabled:      c.SessionTicketsDisabled,
575                 SessionTicketKey:            c.SessionTicketKey,
576                 ClientSessionCache:          c.ClientSessionCache,
577                 MinVersion:                  c.MinVersion,
578                 MaxVersion:                  c.MaxVersion,
579                 CurvePreferences:            c.CurvePreferences,
580                 DynamicRecordSizingDisabled: c.DynamicRecordSizingDisabled,
581                 Renegotiation:               c.Renegotiation,
582                 KeyLogWriter:                c.KeyLogWriter,
583                 sessionTicketKeys:           sessionTicketKeys,
584         }
585 }
586
587 // serverInit is run under c.serverInitOnce to do initialization of c. If c was
588 // returned by a GetConfigForClient callback then the argument should be the
589 // Config that was passed to Server, otherwise it should be nil.
590 func (c *Config) serverInit(originalConfig *Config) {
591         if c.SessionTicketsDisabled || len(c.ticketKeys()) != 0 {
592                 return
593         }
594
595         alreadySet := false
596         for _, b := range c.SessionTicketKey {
597                 if b != 0 {
598                         alreadySet = true
599                         break
600                 }
601         }
602
603         if !alreadySet {
604                 if originalConfig != nil {
605                         copy(c.SessionTicketKey[:], originalConfig.SessionTicketKey[:])
606                 } else if _, err := io.ReadFull(c.rand(), c.SessionTicketKey[:]); err != nil {
607                         c.SessionTicketsDisabled = true
608                         return
609                 }
610         }
611
612         if originalConfig != nil {
613                 originalConfig.mutex.RLock()
614                 c.sessionTicketKeys = originalConfig.sessionTicketKeys
615                 originalConfig.mutex.RUnlock()
616         } else {
617                 c.sessionTicketKeys = []ticketKey{ticketKeyFromBytes(c.SessionTicketKey)}
618         }
619 }
620
621 func (c *Config) ticketKeys() []ticketKey {
622         c.mutex.RLock()
623         // c.sessionTicketKeys is constant once created. SetSessionTicketKeys
624         // will only update it by replacing it with a new value.
625         ret := c.sessionTicketKeys
626         c.mutex.RUnlock()
627         return ret
628 }
629
630 // SetSessionTicketKeys updates the session ticket keys for a server. The first
631 // key will be used when creating new tickets, while all keys can be used for
632 // decrypting tickets. It is safe to call this function while the server is
633 // running in order to rotate the session ticket keys. The function will panic
634 // if keys is empty.
635 func (c *Config) SetSessionTicketKeys(keys [][32]byte) {
636         if len(keys) == 0 {
637                 panic("tls: keys must have at least one key")
638         }
639
640         newKeys := make([]ticketKey, len(keys))
641         for i, bytes := range keys {
642                 newKeys[i] = ticketKeyFromBytes(bytes)
643         }
644
645         c.mutex.Lock()
646         c.sessionTicketKeys = newKeys
647         c.mutex.Unlock()
648 }
649
650 func (c *Config) rand() io.Reader {
651         r := c.Rand
652         if r == nil {
653                 return rand.Reader
654         }
655         return r
656 }
657
658 func (c *Config) time() time.Time {
659         t := c.Time
660         if t == nil {
661                 t = time.Now
662         }
663         return t()
664 }
665
666 func (c *Config) cipherSuites() []uint16 {
667         if needFIPS() {
668                 return fipsCipherSuites(c)
669         }
670         s := c.CipherSuites
671         if s == nil {
672                 s = defaultCipherSuites()
673         }
674         return s
675 }
676
677 func (c *Config) minVersion() uint16 {
678         if needFIPS() {
679                 return fipsMinVersion(c)
680         }
681         if c == nil || c.MinVersion == 0 {
682                 return minVersion
683         }
684         return c.MinVersion
685 }
686
687 func (c *Config) maxVersion() uint16 {
688         if needFIPS() {
689                 return fipsMaxVersion(c)
690         }
691         if c == nil || c.MaxVersion == 0 {
692                 return maxVersion
693         }
694         return c.MaxVersion
695 }
696
697 var defaultCurvePreferences = []CurveID{X25519, CurveP256, CurveP384, CurveP521}
698
699 func (c *Config) curvePreferences() []CurveID {
700         if needFIPS() {
701                 return fipsCurvePreferences(c)
702         }
703         if c == nil || len(c.CurvePreferences) == 0 {
704                 return defaultCurvePreferences
705         }
706         return c.CurvePreferences
707 }
708
709 // mutualVersion returns the protocol version to use given the advertised
710 // version of the peer.
711 func (c *Config) mutualVersion(vers uint16) (uint16, bool) {
712         minVersion := c.minVersion()
713         maxVersion := c.maxVersion()
714
715         if vers < minVersion {
716                 return 0, false
717         }
718         if vers > maxVersion {
719                 vers = maxVersion
720         }
721         return vers, true
722 }
723
724 // getCertificate returns the best certificate for the given ClientHelloInfo,
725 // defaulting to the first element of c.Certificates.
726 func (c *Config) getCertificate(clientHello *ClientHelloInfo) (*Certificate, error) {
727         if c.GetCertificate != nil &&
728                 (len(c.Certificates) == 0 || len(clientHello.ServerName) > 0) {
729                 cert, err := c.GetCertificate(clientHello)
730                 if cert != nil || err != nil {
731                         return cert, err
732                 }
733         }
734
735         if len(c.Certificates) == 0 {
736                 return nil, errors.New("tls: no certificates configured")
737         }
738
739         if len(c.Certificates) == 1 || c.NameToCertificate == nil {
740                 // There's only one choice, so no point doing any work.
741                 return &c.Certificates[0], nil
742         }
743
744         name := strings.ToLower(clientHello.ServerName)
745         for len(name) > 0 && name[len(name)-1] == '.' {
746                 name = name[:len(name)-1]
747         }
748
749         if cert, ok := c.NameToCertificate[name]; ok {
750                 return cert, nil
751         }
752
753         // try replacing labels in the name with wildcards until we get a
754         // match.
755         labels := strings.Split(name, ".")
756         for i := range labels {
757                 labels[i] = "*"
758                 candidate := strings.Join(labels, ".")
759                 if cert, ok := c.NameToCertificate[candidate]; ok {
760                         return cert, nil
761                 }
762         }
763
764         // If nothing matches, return the first certificate.
765         return &c.Certificates[0], nil
766 }
767
768 // BuildNameToCertificate parses c.Certificates and builds c.NameToCertificate
769 // from the CommonName and SubjectAlternateName fields of each of the leaf
770 // certificates.
771 func (c *Config) BuildNameToCertificate() {
772         c.NameToCertificate = make(map[string]*Certificate)
773         for i := range c.Certificates {
774                 cert := &c.Certificates[i]
775                 x509Cert, err := x509.ParseCertificate(cert.Certificate[0])
776                 if err != nil {
777                         continue
778                 }
779                 if len(x509Cert.Subject.CommonName) > 0 {
780                         c.NameToCertificate[x509Cert.Subject.CommonName] = cert
781                 }
782                 for _, san := range x509Cert.DNSNames {
783                         c.NameToCertificate[san] = cert
784                 }
785         }
786 }
787
788 // writeKeyLog logs client random and master secret if logging was enabled by
789 // setting c.KeyLogWriter.
790 func (c *Config) writeKeyLog(clientRandom, masterSecret []byte) error {
791         if c.KeyLogWriter == nil {
792                 return nil
793         }
794
795         logLine := []byte(fmt.Sprintf("CLIENT_RANDOM %x %x\n", clientRandom, masterSecret))
796
797         writerMutex.Lock()
798         _, err := c.KeyLogWriter.Write(logLine)
799         writerMutex.Unlock()
800
801         return err
802 }
803
804 // writerMutex protects all KeyLogWriters globally. It is rarely enabled,
805 // and is only for debugging, so a global mutex saves space.
806 var writerMutex sync.Mutex
807
808 // A Certificate is a chain of one or more certificates, leaf first.
809 type Certificate struct {
810         Certificate [][]byte
811         // PrivateKey contains the private key corresponding to the public key
812         // in Leaf. For a server, this must implement crypto.Signer and/or
813         // crypto.Decrypter, with an RSA or ECDSA PublicKey. For a client
814         // (performing client authentication), this must be a crypto.Signer
815         // with an RSA or ECDSA PublicKey.
816         PrivateKey crypto.PrivateKey
817         // OCSPStaple contains an optional OCSP response which will be served
818         // to clients that request it.
819         OCSPStaple []byte
820         // SignedCertificateTimestamps contains an optional list of Signed
821         // Certificate Timestamps which will be served to clients that request it.
822         SignedCertificateTimestamps [][]byte
823         // Leaf is the parsed form of the leaf certificate, which may be
824         // initialized using x509.ParseCertificate to reduce per-handshake
825         // processing for TLS clients doing client authentication. If nil, the
826         // leaf certificate will be parsed as needed.
827         Leaf *x509.Certificate
828 }
829
830 type handshakeMessage interface {
831         marshal() []byte
832         unmarshal([]byte) bool
833 }
834
835 // lruSessionCache is a ClientSessionCache implementation that uses an LRU
836 // caching strategy.
837 type lruSessionCache struct {
838         sync.Mutex
839
840         m        map[string]*list.Element
841         q        *list.List
842         capacity int
843 }
844
845 type lruSessionCacheEntry struct {
846         sessionKey string
847         state      *ClientSessionState
848 }
849
850 // NewLRUClientSessionCache returns a ClientSessionCache with the given
851 // capacity that uses an LRU strategy. If capacity is < 1, a default capacity
852 // is used instead.
853 func NewLRUClientSessionCache(capacity int) ClientSessionCache {
854         const defaultSessionCacheCapacity = 64
855
856         if capacity < 1 {
857                 capacity = defaultSessionCacheCapacity
858         }
859         return &lruSessionCache{
860                 m:        make(map[string]*list.Element),
861                 q:        list.New(),
862                 capacity: capacity,
863         }
864 }
865
866 // Put adds the provided (sessionKey, cs) pair to the cache.
867 func (c *lruSessionCache) Put(sessionKey string, cs *ClientSessionState) {
868         c.Lock()
869         defer c.Unlock()
870
871         if elem, ok := c.m[sessionKey]; ok {
872                 entry := elem.Value.(*lruSessionCacheEntry)
873                 entry.state = cs
874                 c.q.MoveToFront(elem)
875                 return
876         }
877
878         if c.q.Len() < c.capacity {
879                 entry := &lruSessionCacheEntry{sessionKey, cs}
880                 c.m[sessionKey] = c.q.PushFront(entry)
881                 return
882         }
883
884         elem := c.q.Back()
885         entry := elem.Value.(*lruSessionCacheEntry)
886         delete(c.m, entry.sessionKey)
887         entry.sessionKey = sessionKey
888         entry.state = cs
889         c.q.MoveToFront(elem)
890         c.m[sessionKey] = elem
891 }
892
893 // Get returns the ClientSessionState value associated with a given key. It
894 // returns (nil, false) if no value is found.
895 func (c *lruSessionCache) Get(sessionKey string) (*ClientSessionState, bool) {
896         c.Lock()
897         defer c.Unlock()
898
899         if elem, ok := c.m[sessionKey]; ok {
900                 c.q.MoveToFront(elem)
901                 return elem.Value.(*lruSessionCacheEntry).state, true
902         }
903         return nil, false
904 }
905
906 // TODO(jsing): Make these available to both crypto/x509 and crypto/tls.
907 type dsaSignature struct {
908         R, S *big.Int
909 }
910
911 type ecdsaSignature dsaSignature
912
913 var emptyConfig Config
914
915 func defaultConfig() *Config {
916         return &emptyConfig
917 }
918
919 var (
920         once                   sync.Once
921         varDefaultCipherSuites []uint16
922 )
923
924 func defaultCipherSuites() []uint16 {
925         once.Do(initDefaultCipherSuites)
926         return varDefaultCipherSuites
927 }
928
929 func initDefaultCipherSuites() {
930         var topCipherSuites []uint16
931         if cipherhw.AESGCMSupport() {
932                 // If AES-GCM hardware is provided then prioritise AES-GCM
933                 // cipher suites.
934                 topCipherSuites = []uint16{
935                         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
936                         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
937                         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
938                         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
939                         TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305,
940                         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305,
941                 }
942         } else {
943                 // Without AES-GCM hardware, we put the ChaCha20-Poly1305
944                 // cipher suites first.
945                 topCipherSuites = []uint16{
946                         TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305,
947                         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305,
948                         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
949                         TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
950                         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
951                         TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
952                 }
953         }
954
955         varDefaultCipherSuites = make([]uint16, 0, len(cipherSuites))
956         varDefaultCipherSuites = append(varDefaultCipherSuites, topCipherSuites...)
957
958 NextCipherSuite:
959         for _, suite := range cipherSuites {
960                 if suite.flags&suiteDefaultOff != 0 {
961                         continue
962                 }
963                 for _, existing := range varDefaultCipherSuites {
964                         if existing == suite.id {
965                                 continue NextCipherSuite
966                         }
967                 }
968                 varDefaultCipherSuites = append(varDefaultCipherSuites, suite.id)
969         }
970 }
971
972 func unexpectedMessageError(wanted, got interface{}) error {
973         return fmt.Errorf("tls: received unexpected handshake message of type %T when waiting for %T", got, wanted)
974 }
975
976 func isSupportedSignatureAndHash(sigHash signatureAndHash, sigHashes []signatureAndHash) bool {
977         for _, s := range sigHashes {
978                 if s == sigHash {
979                         return true
980                 }
981         }
982         return false
983 }