legacy-libs/grpc-cloned/deps/grpc/third_party/boringssl/ssl/tls13_client.cc

   1 /* Copyright (c) 2016, Google Inc.
   2  *
   3  * Permission to use, copy, modify, and/or distribute this software for any
   4  * purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
   5  * copyright notice and this permission notice appear in all copies.
   6  *
   7  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
   8  * WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
   9  * MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY
  10  * SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
  11  * WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN ACTION
  12  * OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF OR IN
  13  * CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE. */
  14
  15 #include <openssl/ssl.h>
  16
  17 #include <assert.h>
  18 #include <limits.h>
  19 #include <string.h>
  20
  21 #include <utility>
  22
  23 #include <openssl/bytestring.h>
  24 #include <openssl/digest.h>
  25 #include <openssl/err.h>
  26 #include <openssl/mem.h>
  27 #include <openssl/stack.h>
  28
  29 #include "../crypto/internal.h"
  30 #include "internal.h"
  31
  32
  33 namespace bssl {
  34
  35 enum client_hs_state_t {
  36   state_read_hello_retry_request = 0,
  37   state_send_second_client_hello,
  38   state_read_server_hello,
  39   state_read_encrypted_extensions,
  40   state_read_certificate_request,
  41   state_read_server_certificate,
  42   state_read_server_certificate_verify,
  43   state_read_server_finished,
  44   state_send_end_of_early_data,
  45   state_send_client_certificate,
  46   state_send_client_certificate_verify,
  47   state_complete_second_flight,
  48   state_done,
  49 };
  50
  51 static const uint8_t kZeroes[EVP_MAX_MD_SIZE] = {0};
  52
  53 static enum ssl_hs_wait_t do_read_hello_retry_request(SSL_HANDSHAKE *hs) {
  54   SSL *const ssl = hs->ssl;
  55   assert(ssl->s3->have_version);
  56   SSLMessage msg;
  57   if (!ssl->method->get_message(ssl, &msg)) {
  58     return ssl_hs_read_message;
  59   }
  60
  61   // Queue up a ChangeCipherSpec for whenever we next send something. This
  62   // will be before the second ClientHello. If we offered early data, this was
  63   // already done.
  64   if (!hs->early_data_offered &&
  65       !ssl->method->add_change_cipher_spec(ssl)) {
  66     return ssl_hs_error;
  67   }
  68
  69   if (!ssl_check_message_type(ssl, msg, SSL3_MT_SERVER_HELLO)) {
  70     return ssl_hs_error;
  71   }
  72
  73   CBS body = msg.body, extensions, server_random, session_id;
  74   uint16_t server_version, cipher_suite;
  75   uint8_t compression_method;
  76   if (!CBS_get_u16(&body, &server_version) ||
  77       !CBS_get_bytes(&body, &server_random, SSL3_RANDOM_SIZE) ||
  78       !CBS_get_u8_length_prefixed(&body, &session_id) ||
  79       !CBS_mem_equal(&session_id, hs->session_id, hs->session_id_len) ||
  80       !CBS_get_u16(&body, &cipher_suite) ||
  81       !CBS_get_u8(&body, &compression_method) ||
  82       compression_method != 0 ||
  83       !CBS_get_u16_length_prefixed(&body, &extensions) ||
  84       CBS_len(&extensions) == 0 ||
  85       CBS_len(&body) != 0) {
  86     OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_DECODE_ERROR);
  87     ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_DECODE_ERROR);
  88     return ssl_hs_error;
  89   }
  90
  91   if (!CBS_mem_equal(&server_random, kHelloRetryRequest, SSL3_RANDOM_SIZE)) {
  92     hs->tls13_state = state_read_server_hello;
  93     return ssl_hs_ok;
  94   }
  95
  96   const SSL_CIPHER *cipher = SSL_get_cipher_by_value(cipher_suite);
  97   // Check if the cipher is a TLS 1.3 cipher.
  98   if (cipher == NULL ||
  99       SSL_CIPHER_get_min_version(cipher) > ssl_protocol_version(ssl) ||
 100       SSL_CIPHER_get_max_version(cipher) < ssl_protocol_version(ssl)) {
 101     OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_WRONG_CIPHER_RETURNED);
 102     ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_ILLEGAL_PARAMETER);
 103     return ssl_hs_error;
 104   }
 105
 106   hs->new_cipher = cipher;
 107
 108   if (!hs->transcript.InitHash(ssl_protocol_version(ssl), hs->new_cipher) ||
 109       !hs->transcript.UpdateForHelloRetryRequest()) {
 110     return ssl_hs_error;
 111   }
 112
 113
 114   bool have_cookie, have_key_share, have_supported_versions;
 115   CBS cookie, key_share, supported_versions;
 116   SSL_EXTENSION_TYPE ext_types[] = {
 117       {TLSEXT_TYPE_key_share, &have_key_share, &key_share},
 118       {TLSEXT_TYPE_cookie, &have_cookie, &cookie},
 119       {TLSEXT_TYPE_supported_versions, &have_supported_versions,
 120        &supported_versions},
 121   };
 122
 123   uint8_t alert = SSL_AD_DECODE_ERROR;
 124   if (!ssl_parse_extensions(&extensions, &alert, ext_types,
 125                             OPENSSL_ARRAY_SIZE(ext_types),
 126                             0 /* reject unknown */)) {
 127     ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, alert);
 128     return ssl_hs_error;
 129   }
 130
 131   if (!have_cookie && !have_key_share) {
 132     OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_EMPTY_HELLO_RETRY_REQUEST);
 133     ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_ILLEGAL_PARAMETER);
 134     return ssl_hs_error;
 135   }
 136   if (have_cookie) {
 137     CBS cookie_value;
 138     if (!CBS_get_u16_length_prefixed(&cookie, &cookie_value) ||
 139         CBS_len(&cookie_value) == 0 ||
 140         CBS_len(&cookie) != 0) {
 141       OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_DECODE_ERROR);
 142       ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_DECODE_ERROR);
 143       return ssl_hs_error;
 144     }
 145
 146     if (!hs->cookie.CopyFrom(cookie_value)) {
 147       return ssl_hs_error;
 148     }
 149   }
 150
 151   if (have_key_share) {
 152     uint16_t group_id;
 153     if (!CBS_get_u16(&key_share, &group_id) || CBS_len(&key_share) != 0) {
 154       OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_DECODE_ERROR);
 155       ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_DECODE_ERROR);
 156       return ssl_hs_error;
 157     }
 158
 159     // The group must be supported.
 160     if (!tls1_check_group_id(ssl, group_id)) {
 161       ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_ILLEGAL_PARAMETER);
 162       OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_WRONG_CURVE);
 163       return ssl_hs_error;
 164     }
 165
 166     // Check that the HelloRetryRequest does not request the key share that
 167     // was provided in the initial ClientHello.
 168     if (hs->key_share->GroupID() == group_id) {
 169       ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_ILLEGAL_PARAMETER);
 170       OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_WRONG_CURVE);
 171       return ssl_hs_error;
 172     }
 173
 174     hs->key_share.reset();
 175     hs->retry_group = group_id;
 176   }
 177
 178   if (!ssl_hash_message(hs, msg)) {
 179     return ssl_hs_error;
 180   }
 181
 182   ssl->method->next_message(ssl);
 183   hs->received_hello_retry_request = true;
 184   hs->tls13_state = state_send_second_client_hello;
 185   // 0-RTT is rejected if we receive a HelloRetryRequest.
 186   if (hs->in_early_data) {
 187     return ssl_hs_early_data_rejected;
 188   }
 189   return ssl_hs_ok;
 190 }
 191
 192 static enum ssl_hs_wait_t do_send_second_client_hello(SSL_HANDSHAKE *hs) {
 193   SSL *const ssl = hs->ssl;
 194   // Restore the null cipher. We may have switched due to 0-RTT.
 195   bssl::UniquePtr<SSLAEADContext> null_ctx =
 196       SSLAEADContext::CreateNullCipher(SSL_is_dtls(ssl));
 197   if (!null_ctx ||
 198       !ssl->method->set_write_state(ssl, std::move(null_ctx))) {
 199     return ssl_hs_error;
 200   }
 201
 202   ssl->s3->aead_write_ctx->SetVersionIfNullCipher(ssl->version);
 203
 204   if (!ssl_write_client_hello(hs)) {
 205     return ssl_hs_error;
 206   }
 207
 208   hs->tls13_state = state_read_server_hello;
 209   return ssl_hs_flush;
 210 }
 211
 212 static enum ssl_hs_wait_t do_read_server_hello(SSL_HANDSHAKE *hs) {
 213   SSL *const ssl = hs->ssl;
 214   SSLMessage msg;
 215   if (!ssl->method->get_message(ssl, &msg)) {
 216     return ssl_hs_read_message;
 217   }
 218   if (!ssl_check_message_type(ssl, msg, SSL3_MT_SERVER_HELLO)) {
 219     return ssl_hs_error;
 220   }
 221
 222   CBS body = msg.body, server_random, session_id, extensions;
 223   uint16_t server_version;
 224   uint16_t cipher_suite;
 225   uint8_t compression_method;
 226   if (!CBS_get_u16(&body, &server_version) ||
 227       !CBS_get_bytes(&body, &server_random, SSL3_RANDOM_SIZE) ||
 228       !CBS_get_u8_length_prefixed(&body, &session_id) ||
 229       !CBS_mem_equal(&session_id, hs->session_id, hs->session_id_len) ||
 230       !CBS_get_u16(&body, &cipher_suite) ||
 231       !CBS_get_u8(&body, &compression_method) ||
 232       compression_method != 0 ||
 233       !CBS_get_u16_length_prefixed(&body, &extensions) ||
 234       CBS_len(&body) != 0) {
 235     ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_DECODE_ERROR);
 236     OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_DECODE_ERROR);
 237     return ssl_hs_error;
 238   }
 239
 240   if (server_version != TLS1_2_VERSION) {
 241     ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_DECODE_ERROR);
 242     OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_WRONG_VERSION_NUMBER);
 243     return ssl_hs_error;
 244   }
 245
 246   // Forbid a second HelloRetryRequest.
 247   if (CBS_mem_equal(&server_random, kHelloRetryRequest, SSL3_RANDOM_SIZE)) {
 248     ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_UNEXPECTED_MESSAGE);
 249     OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_UNEXPECTED_MESSAGE);
 250     return ssl_hs_error;
 251   }
 252
 253   OPENSSL_memcpy(ssl->s3->server_random, CBS_data(&server_random),
 254                  SSL3_RANDOM_SIZE);
 255
 256   // Check if the cipher is a TLS 1.3 cipher.
 257   const SSL_CIPHER *cipher = SSL_get_cipher_by_value(cipher_suite);
 258   if (cipher == nullptr ||
 259       SSL_CIPHER_get_min_version(cipher) > ssl_protocol_version(ssl) ||
 260       SSL_CIPHER_get_max_version(cipher) < ssl_protocol_version(ssl)) {
 261     OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_WRONG_CIPHER_RETURNED);
 262     ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_ILLEGAL_PARAMETER);
 263     return ssl_hs_error;
 264   }
 265
 266   // Check that the cipher matches the one in the HelloRetryRequest.
 267   if (hs->received_hello_retry_request &&
 268       hs->new_cipher != cipher) {
 269     OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_WRONG_CIPHER_RETURNED);
 270     ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_ILLEGAL_PARAMETER);
 271     return ssl_hs_error;
 272   }
 273
 274   // Parse out the extensions.
 275   bool have_key_share = false, have_pre_shared_key = false,
 276        have_supported_versions = false;
 277   CBS key_share, pre_shared_key, supported_versions;
 278   SSL_EXTENSION_TYPE ext_types[] = {
 279       {TLSEXT_TYPE_key_share, &have_key_share, &key_share},
 280       {TLSEXT_TYPE_pre_shared_key, &have_pre_shared_key, &pre_shared_key},
 281       {TLSEXT_TYPE_supported_versions, &have_supported_versions,
 282        &supported_versions},
 283   };
 284
 285   uint8_t alert = SSL_AD_DECODE_ERROR;
 286   if (!ssl_parse_extensions(&extensions, &alert, ext_types,
 287                             OPENSSL_ARRAY_SIZE(ext_types),
 288                             0 /* reject unknown */)) {
 289     ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, alert);
 290     return ssl_hs_error;
 291   }
 292
 293   alert = SSL_AD_DECODE_ERROR;
 294   if (have_pre_shared_key) {
 295     if (ssl->session == NULL) {
 296       OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_UNEXPECTED_EXTENSION);
 297       ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_UNSUPPORTED_EXTENSION);
 298       return ssl_hs_error;
 299     }
 300
 301     if (!ssl_ext_pre_shared_key_parse_serverhello(hs, &alert,
 302                                                   &pre_shared_key)) {
 303       ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, alert);
 304       return ssl_hs_error;
 305     }
 306
 307     if (ssl->session->ssl_version != ssl->version) {
 308       OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_OLD_SESSION_VERSION_NOT_RETURNED);
 309       ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_ILLEGAL_PARAMETER);
 310       return ssl_hs_error;
 311     }
 312
 313     if (ssl->session->cipher->algorithm_prf != cipher->algorithm_prf) {
 314       OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_OLD_SESSION_PRF_HASH_MISMATCH);
 315       ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_ILLEGAL_PARAMETER);
 316       return ssl_hs_error;
 317     }
 318
 319     if (!ssl_session_is_context_valid(ssl, ssl->session)) {
 320       // This is actually a client application bug.
 321       OPENSSL_PUT_ERROR(SSL,
 322                         SSL_R_ATTEMPT_TO_REUSE_SESSION_IN_DIFFERENT_CONTEXT);
 323       ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_ILLEGAL_PARAMETER);
 324       return ssl_hs_error;
 325     }
 326
 327     ssl->s3->session_reused = true;
 328     // Only authentication information carries over in TLS 1.3.
 329     hs->new_session = SSL_SESSION_dup(ssl->session, SSL_SESSION_DUP_AUTH_ONLY);
 330     if (!hs->new_session) {
 331       ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_INTERNAL_ERROR);
 332       return ssl_hs_error;
 333     }
 334     ssl_set_session(ssl, NULL);
 335
 336     // Resumption incorporates fresh key material, so refresh the timeout.
 337     ssl_session_renew_timeout(ssl, hs->new_session.get(),
 338                               ssl->session_ctx->session_psk_dhe_timeout);
 339   } else if (!ssl_get_new_session(hs, 0)) {
 340     ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_INTERNAL_ERROR);
 341     return ssl_hs_error;
 342   }
 343
 344   hs->new_session->cipher = cipher;
 345   hs->new_cipher = cipher;
 346
 347   size_t hash_len =
 348       EVP_MD_size(ssl_get_handshake_digest(ssl_protocol_version(ssl), cipher));
 349
 350   // Set up the key schedule and incorporate the PSK into the running secret.
 351   if (ssl->s3->session_reused) {
 352     if (!tls13_init_key_schedule(hs, hs->new_session->master_key,
 353                                  hs->new_session->master_key_length)) {
 354       return ssl_hs_error;
 355     }
 356   } else if (!tls13_init_key_schedule(hs, kZeroes, hash_len)) {
 357     return ssl_hs_error;
 358   }
 359
 360   if (!have_key_share) {
 361     // We do not support psk_ke and thus always require a key share.
 362     OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_MISSING_KEY_SHARE);
 363     ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_MISSING_EXTENSION);
 364     return ssl_hs_error;
 365   }
 366
 367   // Resolve ECDHE and incorporate it into the secret.
 368   Array<uint8_t> dhe_secret;
 369   alert = SSL_AD_DECODE_ERROR;
 370   if (!ssl_ext_key_share_parse_serverhello(hs, &dhe_secret, &alert,
 371                                            &key_share)) {
 372     ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, alert);
 373     return ssl_hs_error;
 374   }
 375
 376   if (!tls13_advance_key_schedule(hs, dhe_secret.data(), dhe_secret.size()) ||
 377       !ssl_hash_message(hs, msg) ||
 378       !tls13_derive_handshake_secrets(hs) ||
 379       !tls13_set_traffic_key(ssl, evp_aead_open, hs->server_handshake_secret,
 380                              hs->hash_len)) {
 381     return ssl_hs_error;
 382   }
 383
 384   if (!hs->early_data_offered) {
 385     // If not sending early data, set client traffic keys now so that alerts are
 386     // encrypted.
 387     if (!tls13_set_traffic_key(ssl, evp_aead_seal, hs->client_handshake_secret,
 388                                hs->hash_len)) {
 389       return ssl_hs_error;
 390     }
 391   }
 392
 393   ssl->method->next_message(ssl);
 394   hs->tls13_state = state_read_encrypted_extensions;
 395   return ssl_hs_ok;
 396 }
 397
 398 static enum ssl_hs_wait_t do_read_encrypted_extensions(SSL_HANDSHAKE *hs) {
 399   SSL *const ssl = hs->ssl;
 400   SSLMessage msg;
 401   if (!ssl->method->get_message(ssl, &msg)) {
 402     return ssl_hs_read_message;
 403   }
 404   if (!ssl_check_message_type(ssl, msg, SSL3_MT_ENCRYPTED_EXTENSIONS)) {
 405     return ssl_hs_error;
 406   }
 407
 408   CBS body = msg.body;
 409   if (!ssl_parse_serverhello_tlsext(hs, &body)) {
 410     OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_PARSE_TLSEXT);
 411     return ssl_hs_error;
 412   }
 413   if (CBS_len(&body) != 0) {
 414     OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_DECODE_ERROR);
 415     ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_DECODE_ERROR);
 416     return ssl_hs_error;
 417   }
 418
 419   // Store the negotiated ALPN in the session.
 420   if (!ssl->s3->alpn_selected.empty()) {
 421     hs->new_session->early_alpn = (uint8_t *)BUF_memdup(
 422         ssl->s3->alpn_selected.data(), ssl->s3->alpn_selected.size());
 423     if (hs->new_session->early_alpn == NULL) {
 424       ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_INTERNAL_ERROR);
 425       return ssl_hs_error;
 426     }
 427     hs->new_session->early_alpn_len = ssl->s3->alpn_selected.size();
 428   }
 429
 430   if (ssl->s3->early_data_accepted) {
 431     if (hs->early_session->cipher != hs->new_session->cipher ||
 432         MakeConstSpan(hs->early_session->early_alpn,
 433                       hs->early_session->early_alpn_len) !=
 434             ssl->s3->alpn_selected) {
 435       OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_ALPN_MISMATCH_ON_EARLY_DATA);
 436       return ssl_hs_error;
 437     }
 438     if (ssl->s3->tlsext_channel_id_valid || hs->received_custom_extension ||
 439         ssl->token_binding_negotiated) {
 440       OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_UNEXPECTED_EXTENSION_ON_EARLY_DATA);
 441       return ssl_hs_error;
 442     }
 443   }
 444
 445   if (!ssl_hash_message(hs, msg)) {
 446     return ssl_hs_error;
 447   }
 448
 449   ssl->method->next_message(ssl);
 450   hs->tls13_state = state_read_certificate_request;
 451   if (hs->in_early_data && !ssl->s3->early_data_accepted) {
 452     return ssl_hs_early_data_rejected;
 453   }
 454   return ssl_hs_ok;
 455 }
 456
 457 static enum ssl_hs_wait_t do_read_certificate_request(SSL_HANDSHAKE *hs) {
 458   SSL *const ssl = hs->ssl;
 459   // CertificateRequest may only be sent in non-resumption handshakes.
 460   if (ssl->s3->session_reused) {
 461     hs->tls13_state = state_read_server_finished;
 462     return ssl_hs_ok;
 463   }
 464
 465   SSLMessage msg;
 466   if (!ssl->method->get_message(ssl, &msg)) {
 467     return ssl_hs_read_message;
 468   }
 469
 470   // CertificateRequest is optional.
 471   if (msg.type != SSL3_MT_CERTIFICATE_REQUEST) {
 472     hs->tls13_state = state_read_server_certificate;
 473     return ssl_hs_ok;
 474   }
 475
 476
 477   bool have_sigalgs = false, have_ca = false;
 478   CBS sigalgs, ca;
 479   const SSL_EXTENSION_TYPE ext_types[] = {
 480     {TLSEXT_TYPE_signature_algorithms, &have_sigalgs, &sigalgs},
 481     {TLSEXT_TYPE_certificate_authorities, &have_ca, &ca},
 482   };
 483
 484   CBS body = msg.body, context, extensions, supported_signature_algorithms;
 485   uint8_t alert = SSL_AD_DECODE_ERROR;
 486   if (!CBS_get_u8_length_prefixed(&body, &context) ||
 487       // The request context is always empty during the handshake.
 488       CBS_len(&context) != 0 ||
 489       !CBS_get_u16_length_prefixed(&body, &extensions) ||
 490       CBS_len(&body) != 0 ||
 491       !ssl_parse_extensions(&extensions, &alert, ext_types,
 492                             OPENSSL_ARRAY_SIZE(ext_types),
 493                             1 /* accept unknown */) ||
 494       (have_ca && CBS_len(&ca) == 0) ||
 495       !have_sigalgs ||
 496       !CBS_get_u16_length_prefixed(&sigalgs,
 497                                    &supported_signature_algorithms) ||
 498       CBS_len(&supported_signature_algorithms) == 0 ||
 499       !tls1_parse_peer_sigalgs(hs, &supported_signature_algorithms)) {
 500     ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, alert);
 501     OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_DECODE_ERROR);
 502     return ssl_hs_error;
 503   }
 504
 505   if (have_ca) {
 506     hs->ca_names = ssl_parse_client_CA_list(ssl, &alert, &ca);
 507     if (!hs->ca_names) {
 508       ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, alert);
 509       return ssl_hs_error;
 510     }
 511   } else {
 512     hs->ca_names.reset(sk_CRYPTO_BUFFER_new_null());
 513     if (!hs->ca_names) {
 514       OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 515       ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_INTERNAL_ERROR);
 516       return ssl_hs_error;
 517     }
 518   }
 519
 520   hs->cert_request = true;
 521   ssl->ctx->x509_method->hs_flush_cached_ca_names(hs);
 522
 523   if (!ssl_hash_message(hs, msg)) {
 524     return ssl_hs_error;
 525   }
 526
 527   ssl->method->next_message(ssl);
 528   hs->tls13_state = state_read_server_certificate;
 529   return ssl_hs_ok;
 530 }
 531
 532 static enum ssl_hs_wait_t do_read_server_certificate(SSL_HANDSHAKE *hs) {
 533   SSL *const ssl = hs->ssl;
 534   SSLMessage msg;
 535   if (!ssl->method->get_message(ssl, &msg)) {
 536     return ssl_hs_read_message;
 537   }
 538   if (!ssl_check_message_type(ssl, msg, SSL3_MT_CERTIFICATE) ||
 539       !tls13_process_certificate(hs, msg, 0 /* certificate required */) ||
 540       !ssl_hash_message(hs, msg)) {
 541     return ssl_hs_error;
 542   }
 543
 544   ssl->method->next_message(ssl);
 545   hs->tls13_state = state_read_server_certificate_verify;
 546   return ssl_hs_ok;
 547 }
 548
 549 static enum ssl_hs_wait_t do_read_server_certificate_verify(
 550     SSL_HANDSHAKE *hs) {
 551   SSL *const ssl = hs->ssl;
 552   SSLMessage msg;
 553   if (!ssl->method->get_message(ssl, &msg)) {
 554     return ssl_hs_read_message;
 555   }
 556   switch (ssl_verify_peer_cert(hs)) {
 557     case ssl_verify_ok:
 558       break;
 559     case ssl_verify_invalid:
 560       return ssl_hs_error;
 561     case ssl_verify_retry:
 562       hs->tls13_state = state_read_server_certificate_verify;
 563       return ssl_hs_certificate_verify;
 564   }
 565
 566   if (!ssl_check_message_type(ssl, msg, SSL3_MT_CERTIFICATE_VERIFY) ||
 567       !tls13_process_certificate_verify(hs, msg) ||
 568       !ssl_hash_message(hs, msg)) {
 569     return ssl_hs_error;
 570   }
 571
 572   ssl->method->next_message(ssl);
 573   hs->tls13_state = state_read_server_finished;
 574   return ssl_hs_ok;
 575 }
 576
 577 static enum ssl_hs_wait_t do_read_server_finished(SSL_HANDSHAKE *hs) {
 578   SSL *const ssl = hs->ssl;
 579   SSLMessage msg;
 580   if (!ssl->method->get_message(ssl, &msg)) {
 581     return ssl_hs_read_message;
 582   }
 583   if (!ssl_check_message_type(ssl, msg, SSL3_MT_FINISHED) ||
 584       !tls13_process_finished(hs, msg, 0 /* don't use saved value */) ||
 585       !ssl_hash_message(hs, msg) ||
 586       // Update the secret to the master secret and derive traffic keys.
 587       !tls13_advance_key_schedule(hs, kZeroes, hs->hash_len) ||
 588       !tls13_derive_application_secrets(hs)) {
 589     return ssl_hs_error;
 590   }
 591
 592   ssl->method->next_message(ssl);
 593   hs->tls13_state = state_send_end_of_early_data;
 594   return ssl_hs_ok;
 595 }
 596
 597 static enum ssl_hs_wait_t do_send_end_of_early_data(SSL_HANDSHAKE *hs) {
 598   SSL *const ssl = hs->ssl;
 599
 600   if (ssl->s3->early_data_accepted) {
 601     hs->can_early_write = false;
 602     ScopedCBB cbb;
 603     CBB body;
 604     if (!ssl->method->init_message(ssl, cbb.get(), &body,
 605                                    SSL3_MT_END_OF_EARLY_DATA) ||
 606         !ssl_add_message_cbb(ssl, cbb.get())) {
 607       return ssl_hs_error;
 608     }
 609   }
 610
 611   if (hs->early_data_offered) {
 612     if (!tls13_set_traffic_key(ssl, evp_aead_seal, hs->client_handshake_secret,
 613                                hs->hash_len)) {
 614       return ssl_hs_error;
 615     }
 616   }
 617
 618   hs->tls13_state = state_send_client_certificate;
 619   return ssl_hs_ok;
 620 }
 621
 622 static enum ssl_hs_wait_t do_send_client_certificate(SSL_HANDSHAKE *hs) {
 623   SSL *const ssl = hs->ssl;
 624
 625   // The peer didn't request a certificate.
 626   if (!hs->cert_request) {
 627     hs->tls13_state = state_complete_second_flight;
 628     return ssl_hs_ok;
 629   }
 630
 631   // Call cert_cb to update the certificate.
 632   if (ssl->cert->cert_cb != NULL) {
 633     int rv = ssl->cert->cert_cb(ssl, ssl->cert->cert_cb_arg);
 634     if (rv == 0) {
 635       ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_INTERNAL_ERROR);
 636       OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_CERT_CB_ERROR);
 637       return ssl_hs_error;
 638     }
 639     if (rv < 0) {
 640       hs->tls13_state = state_send_client_certificate;
 641       return ssl_hs_x509_lookup;
 642     }
 643   }
 644
 645   if (!ssl_on_certificate_selected(hs) ||
 646       !tls13_add_certificate(hs)) {
 647     return ssl_hs_error;
 648   }
 649
 650   hs->tls13_state = state_send_client_certificate_verify;
 651   return ssl_hs_ok;
 652 }
 653
 654 static enum ssl_hs_wait_t do_send_client_certificate_verify(SSL_HANDSHAKE *hs) {
 655   SSL *const ssl = hs->ssl;
 656   // Don't send CertificateVerify if there is no certificate.
 657   if (!ssl_has_certificate(ssl)) {
 658     hs->tls13_state = state_complete_second_flight;
 659     return ssl_hs_ok;
 660   }
 661
 662   switch (tls13_add_certificate_verify(hs)) {
 663     case ssl_private_key_success:
 664       hs->tls13_state = state_complete_second_flight;
 665       return ssl_hs_ok;
 666
 667     case ssl_private_key_retry:
 668       hs->tls13_state = state_send_client_certificate_verify;
 669       return ssl_hs_private_key_operation;
 670
 671     case ssl_private_key_failure:
 672       return ssl_hs_error;
 673   }
 674
 675   assert(0);
 676   return ssl_hs_error;
 677 }
 678
 679 static enum ssl_hs_wait_t do_complete_second_flight(SSL_HANDSHAKE *hs) {
 680   SSL *const ssl = hs->ssl;
 681
 682   // Send a Channel ID assertion if necessary.
 683   if (ssl->s3->tlsext_channel_id_valid) {
 684     if (!ssl_do_channel_id_callback(ssl)) {
 685       hs->tls13_state = state_complete_second_flight;
 686       return ssl_hs_error;
 687     }
 688
 689     if (ssl->tlsext_channel_id_private == NULL) {
 690       return ssl_hs_channel_id_lookup;
 691     }
 692
 693     ScopedCBB cbb;
 694     CBB body;
 695     if (!ssl->method->init_message(ssl, cbb.get(), &body, SSL3_MT_CHANNEL_ID) ||
 696         !tls1_write_channel_id(hs, &body) ||
 697         !ssl_add_message_cbb(ssl, cbb.get())) {
 698       return ssl_hs_error;
 699     }
 700   }
 701
 702   // Send a Finished message.
 703   if (!tls13_add_finished(hs)) {
 704     return ssl_hs_error;
 705   }
 706
 707   // Derive the final keys and enable them.
 708   if (!tls13_set_traffic_key(ssl, evp_aead_open, hs->server_traffic_secret_0,
 709                              hs->hash_len) ||
 710       !tls13_set_traffic_key(ssl, evp_aead_seal, hs->client_traffic_secret_0,
 711                              hs->hash_len) ||
 712       !tls13_derive_resumption_secret(hs)) {
 713     return ssl_hs_error;
 714   }
 715
 716   hs->tls13_state = state_done;
 717   return ssl_hs_flush;
 718 }
 719
 720 enum ssl_hs_wait_t tls13_client_handshake(SSL_HANDSHAKE *hs) {
 721   while (hs->tls13_state != state_done) {
 722     enum ssl_hs_wait_t ret = ssl_hs_error;
 723     enum client_hs_state_t state =
 724         static_cast<enum client_hs_state_t>(hs->tls13_state);
 725     switch (state) {
 726       case state_read_hello_retry_request:
 727         ret = do_read_hello_retry_request(hs);
 728         break;
 729       case state_send_second_client_hello:
 730         ret = do_send_second_client_hello(hs);
 731         break;
 732       case state_read_server_hello:
 733         ret = do_read_server_hello(hs);
 734         break;
 735       case state_read_encrypted_extensions:
 736         ret = do_read_encrypted_extensions(hs);
 737         break;
 738       case state_read_certificate_request:
 739         ret = do_read_certificate_request(hs);
 740         break;
 741       case state_read_server_certificate:
 742         ret = do_read_server_certificate(hs);
 743         break;
 744       case state_read_server_certificate_verify:
 745         ret = do_read_server_certificate_verify(hs);
 746         break;
 747       case state_read_server_finished:
 748         ret = do_read_server_finished(hs);
 749         break;
 750       case state_send_end_of_early_data:
 751         ret = do_send_end_of_early_data(hs);
 752         break;
 753       case state_send_client_certificate:
 754         ret = do_send_client_certificate(hs);
 755         break;
 756       case state_send_client_certificate_verify:
 757         ret = do_send_client_certificate_verify(hs);
 758         break;
 759       case state_complete_second_flight:
 760         ret = do_complete_second_flight(hs);
 761         break;
 762       case state_done:
 763         ret = ssl_hs_ok;
 764         break;
 765     }
 766
 767     if (hs->tls13_state != state) {
 768       ssl_do_info_callback(hs->ssl, SSL_CB_CONNECT_LOOP, 1);
 769     }
 770
 771     if (ret != ssl_hs_ok) {
 772       return ret;
 773     }
 774   }
 775
 776   return ssl_hs_ok;
 777 }
 778
 779 const char *tls13_client_handshake_state(SSL_HANDSHAKE *hs) {
 780   enum client_hs_state_t state =
 781       static_cast<enum client_hs_state_t>(hs->tls13_state);
 782   switch (state) {
 783     case state_read_hello_retry_request:
 784       return "TLS 1.3 client read_hello_retry_request";
 785     case state_send_second_client_hello:
 786       return "TLS 1.3 client send_second_client_hello";
 787     case state_read_server_hello:
 788       return "TLS 1.3 client read_server_hello";
 789     case state_read_encrypted_extensions:
 790       return "TLS 1.3 client read_encrypted_extensions";
 791     case state_read_certificate_request:
 792       return "TLS 1.3 client read_certificate_request";
 793     case state_read_server_certificate:
 794       return "TLS 1.3 client read_server_certificate";
 795     case state_read_server_certificate_verify:
 796       return "TLS 1.3 client read_server_certificate_verify";
 797     case state_read_server_finished:
 798       return "TLS 1.3 client read_server_finished";
 799     case state_send_end_of_early_data:
 800       return "TLS 1.3 client send_end_of_early_data";
 801     case state_send_client_certificate:
 802       return "TLS 1.3 client send_client_certificate";
 803     case state_send_client_certificate_verify:
 804       return "TLS 1.3 client send_client_certificate_verify";
 805     case state_complete_second_flight:
 806       return "TLS 1.3 client complete_second_flight";
 807     case state_done:
 808       return "TLS 1.3 client done";
 809   }
 810
 811   return "TLS 1.3 client unknown";
 812 }
 813
 814 int tls13_process_new_session_ticket(SSL *ssl, const SSLMessage &msg) {
 815   if (ssl->s3->write_shutdown != ssl_shutdown_none) {
 816     // Ignore tickets on shutdown. Callers tend to indiscriminately call
 817     // |SSL_shutdown| before destroying an |SSL|, at which point calling the new
 818     // session callback may be confusing.
 819     return 1;
 820   }
 821
 822   UniquePtr<SSL_SESSION> session = SSL_SESSION_dup(
 823       ssl->s3->established_session.get(), SSL_SESSION_INCLUDE_NONAUTH);
 824   if (!session) {
 825     return 0;
 826   }
 827
 828   ssl_session_rebase_time(ssl, session.get());
 829
 830   uint32_t server_timeout;
 831   CBS body = msg.body, ticket_nonce, ticket, extensions;
 832   if (!CBS_get_u32(&body, &server_timeout) ||
 833       !CBS_get_u32(&body, &session->ticket_age_add) ||
 834       !CBS_get_u8_length_prefixed(&body, &ticket_nonce) ||
 835       !CBS_get_u16_length_prefixed(&body, &ticket) ||
 836       !CBS_stow(&ticket, &session->tlsext_tick, &session->tlsext_ticklen) ||
 837       !CBS_get_u16_length_prefixed(&body, &extensions) ||
 838       CBS_len(&body) != 0) {
 839     ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_DECODE_ERROR);
 840     OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_DECODE_ERROR);
 841     return 0;
 842   }
 843
 844   // Cap the renewable lifetime by the server advertised value. This avoids
 845   // wasting bandwidth on 0-RTT when we know the server will reject it.
 846   if (session->timeout > server_timeout) {
 847     session->timeout = server_timeout;
 848   }
 849
 850   if (!tls13_derive_session_psk(session.get(), ticket_nonce)) {
 851     return 0;
 852   }
 853
 854   // Parse out the extensions.
 855   bool have_early_data_info = false;
 856   CBS early_data_info;
 857   const SSL_EXTENSION_TYPE ext_types[] = {
 858       {TLSEXT_TYPE_early_data, &have_early_data_info, &early_data_info},
 859   };
 860
 861   uint8_t alert = SSL_AD_DECODE_ERROR;
 862   if (!ssl_parse_extensions(&extensions, &alert, ext_types,
 863                             OPENSSL_ARRAY_SIZE(ext_types),
 864                             1 /* ignore unknown */)) {
 865     ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, alert);
 866     return 0;
 867   }
 868
 869   if (have_early_data_info && ssl->cert->enable_early_data) {
 870     if (!CBS_get_u32(&early_data_info, &session->ticket_max_early_data) ||
 871         CBS_len(&early_data_info) != 0) {
 872       ssl_send_alert(ssl, SSL3_AL_FATAL, SSL_AD_DECODE_ERROR);
 873       OPENSSL_PUT_ERROR(SSL, SSL_R_DECODE_ERROR);
 874       return 0;
 875     }
 876   }
 877
 878   session->ticket_age_add_valid = 1;
 879   session->not_resumable = 0;
 880
 881   if ((ssl->ctx->session_cache_mode & SSL_SESS_CACHE_CLIENT) &&
 882       ssl->ctx->new_session_cb != NULL &&
 883       ssl->ctx->new_session_cb(ssl, session.get())) {
 884     // |new_session_cb|'s return value signals that it took ownership.
 885     session.release();
 886   }
 887
 888   return 1;
 889 }
 890
 891 }  // namespace bssl