_ Git - dnssec-prover/blob - src/query.rs

   1 //! This module exposes utilities for building DNSSEC proofs by directly querying a recursive
   2 //! resolver.
   3
   4 use std::cmp;
   5 use std::net::{SocketAddr, TcpStream};
   6 use std::io::{Read, Write, Error, ErrorKind};
   7
   8 #[cfg(feature = "tokio")]
   9 use tokio_crate::net::TcpStream as TokioTcpStream;
  10 #[cfg(feature = "tokio")]
  11 use tokio_crate::io::{AsyncReadExt, AsyncWriteExt};
  12
  13 use crate::rr::*;
  14 use crate::ser::*;
  15
  16 // We don't care about transaction IDs as we're only going to accept signed data. Thus, we use
  17 // this constant instead of a random value.
  18 const TXID: u16 = 0x4242;
  19
  20 fn emap<V>(v: Result<V, ()>) -> Result<V, Error> {
  21         v.map_err(|_| Error::new(ErrorKind::Other, "Bad Response"))
  22 }
  23
  24 fn build_query(domain: &Name, ty: u16) -> Vec<u8> {
  25         // TODO: Move to not allocating for the query
  26         let mut query = Vec::with_capacity(1024);
  27         let query_msg_len: u16 = 2 + 2 + 8 + 2 + 2 + name_len(domain) + 11;
  28         query.extend_from_slice(&query_msg_len.to_be_bytes());
  29         query.extend_from_slice(&TXID.to_be_bytes());
  30         query.extend_from_slice(&[0x01, 0x20]); // Flags: Recursive, Authenticated Data
  31         query.extend_from_slice(&[0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1]); // One question, One additional
  32         write_name(&mut query, domain);
  33         query.extend_from_slice(&ty.to_be_bytes());
  34         query.extend_from_slice(&1u16.to_be_bytes()); // INternet class
  35         query.extend_from_slice(&[0, 0, 0x29]); // . OPT
  36         query.extend_from_slice(&0u16.to_be_bytes()); // 0 UDP payload size
  37         query.extend_from_slice(&[0, 0]); // EDNS version 0
  38         query.extend_from_slice(&0x8000u16.to_be_bytes()); // Accept DNSSEC RRs
  39         query.extend_from_slice(&0u16.to_be_bytes()); // No additional data
  40         query
  41 }
  42
  43 fn send_query(stream: &mut TcpStream, domain: &Name, ty: u16) -> Result<(), Error> {
  44         let query = build_query(domain, ty);
  45         stream.write_all(&query)?;
  46         Ok(())
  47 }
  48
  49 #[cfg(feature = "tokio")]
  50 async fn send_query_async(stream: &mut TokioTcpStream, domain: &Name, ty: u16) -> Result<(), Error> {
  51         let query = build_query(domain, ty);
  52         stream.write_all(&query).await?;
  53         Ok(())
  54 }
  55
  56 fn handle_response(resp: &[u8], proof: &mut Vec<u8>) -> Result<Option<(RRSig, u32)>, Error> {
  57         let mut read: &[u8] = resp;
  58         if emap(read_u16(&mut read))? != TXID { return Err(Error::new(ErrorKind::Other, "bad txid")); }
  59         // 2 byte transaction ID
  60         let flags = emap(read_u16(&mut read))?;
  61         if flags & 0b1000_0000_0000_0000 == 0 {
  62                 return Err(Error::new(ErrorKind::Other, "Missing response flag"));
  63         }
  64         if flags & 0b0111_1010_0000_0111 != 0 {
  65                 return Err(Error::new(ErrorKind::Other, "Server indicated error or provided bunk flags"));
  66         }
  67         if flags & 0b10_0000 == 0 {
  68                 return Err(Error::new(ErrorKind::Other, "Server indicated data could not be authenticated"));
  69         }
  70         let questions = emap(read_u16(&mut read))?;
  71         if questions != 1 { return Err(Error::new(ErrorKind::Other, "server responded to multiple Qs")); }
  72         let answers = emap(read_u16(&mut read))?;
  73         if answers == 0 { return Err(Error::new(ErrorKind::Other, "No answers")); }
  74         let _authorities = emap(read_u16(&mut read))?;
  75         let _additional = emap(read_u16(&mut read))?;
  76
  77         for _ in 0..questions {
  78                 emap(read_wire_packet_name(&mut read, resp))?;
  79                 emap(read_u16(&mut read))?; // type
  80                 emap(read_u16(&mut read))?; // class
  81         }
  82
  83         // Only read the answers (skip authorities and additional) as that's all we care about.
  84         let mut rrsig_opt = None;
  85         let mut min_ttl = u32::MAX;
  86         for _ in 0..answers {
  87                 let (rr, ttl) = emap(parse_wire_packet_rr(&mut read, &resp))?;
  88                 write_rr(&rr, ttl, proof);
  89                 min_ttl = cmp::min(min_ttl, ttl);
  90                 if let RR::RRSig(rrsig) = rr { rrsig_opt = Some(rrsig); }
  91         }
  92         Ok(rrsig_opt.map(|rr| (rr, min_ttl)))
  93 }
  94
  95 fn read_response(stream: &mut TcpStream, proof: &mut Vec<u8>) -> Result<Option<(RRSig, u32)>, Error> {
  96         let mut len = [0; 2];
  97         stream.read_exact(&mut len)?;
  98         let mut resp = vec![0; u16::from_be_bytes(len) as usize];
  99         stream.read_exact(&mut resp)?;
 100         handle_response(&resp, proof)
 101 }
 102
 103 #[cfg(feature = "tokio")]
 104 async fn read_response_async(stream: &mut TokioTcpStream, proof: &mut Vec<u8>) -> Result<Option<(RRSig, u32)>, Error> {
 105         let mut len = [0; 2];
 106         stream.read_exact(&mut len).await?;
 107         let mut resp = vec![0; u16::from_be_bytes(len) as usize];
 108         stream.read_exact(&mut resp).await?;
 109         handle_response(&resp, proof)
 110 }
 111
 112 macro_rules! build_proof_impl {
 113         ($stream: ident, $send_query: ident, $read_response: ident $(, $async_ok: tt)?) => { {
 114                 let mut res = Vec::new();
 115                 let mut reached_root = false;
 116                 let mut min_ttl = u32::MAX;
 117                 for i in 0..10 {
 118                         let resp_opt = $read_response(&mut $stream, &mut res)
 119                                 $(.await?; $async_ok)??; // Either await?; Ok(())?, or just ?
 120                         if let Some((rrsig, rrsig_min_ttl)) = resp_opt {
 121                                 min_ttl = cmp::min(min_ttl, rrsig_min_ttl);
 122                                 if rrsig.name.as_str() == "." {
 123                                         reached_root = true;
 124                                 } else {
 125                                         if i != 0 && rrsig.name == rrsig.key_name {
 126                                                 $send_query(&mut $stream, &rrsig.key_name, DS::TYPE)
 127                                         } else {
 128                                                 $send_query(&mut $stream, &rrsig.key_name, DnsKey::TYPE)
 129                                         }$(.await?; $async_ok)??; // Either await?; Ok(())?, or just ?
 130                                 }
 131                         }
 132                         if reached_root { break; }
 133                 }
 134
 135                 if !reached_root { Err(Error::new(ErrorKind::Other, "Too many requests required")) }
 136                 else { Ok((res, min_ttl)) }
 137         } }
 138 }
 139
 140 fn build_proof(resolver: SocketAddr, domain: &Name, ty: u16) -> Result<(Vec<u8>, u32), Error> {
 141         let mut stream = TcpStream::connect(resolver)?;
 142         send_query(&mut stream, domain, ty)?;
 143         build_proof_impl!(stream, send_query, read_response)
 144 }
 145
 146 #[cfg(feature = "tokio")]
 147 async fn build_proof_async(resolver: SocketAddr, domain: &Name, ty: u16) -> Result<(Vec<u8>, u32), Error> {
 148         let mut stream = TokioTcpStream::connect(resolver).await?;
 149         send_query_async(&mut stream, domain, ty).await?;
 150         build_proof_impl!(stream, send_query_async, read_response_async, { Ok::<(), Error>(()) })
 151 }
 152
 153 /// Builds a DNSSEC proof for an A record by querying a recursive resolver, returning the proof as
 154 /// well as the TTL for the proof provided by the recursive resolver.
 155 pub fn build_a_proof(resolver: SocketAddr, domain: &Name) -> Result<(Vec<u8>, u32), Error> {
 156         build_proof(resolver, domain, A::TYPE)
 157 }
 158
 159 /// Builds a DNSSEC proof for an AAAA record by querying a recursive resolver, returning the proof
 160 /// as well as the TTL for the proof provided by the recursive resolver.
 161 pub fn build_aaaa_proof(resolver: SocketAddr, domain: &Name) -> Result<(Vec<u8>, u32), Error> {
 162         build_proof(resolver, domain, AAAA::TYPE)
 163 }
 164
 165 /// Builds a DNSSEC proof for an TXT record by querying a recursive resolver, returning the proof
 166 /// as well as the TTL for the proof provided by the recursive resolver.
 167 pub fn build_txt_proof(resolver: SocketAddr, domain: &Name) -> Result<(Vec<u8>, u32), Error> {
 168         build_proof(resolver, domain, Txt::TYPE)
 169 }
 170
 171 /// Builds a DNSSEC proof for an TLSA record by querying a recursive resolver, returning the proof
 172 /// as well as the TTL for the proof provided by the recursive resolver.
 173 pub fn build_tlsa_proof(resolver: SocketAddr, domain: &Name) -> Result<(Vec<u8>, u32), Error> {
 174         build_proof(resolver, domain, TLSA::TYPE)
 175 }
 176
 177
 178 /// Builds a DNSSEC proof for an A record by querying a recursive resolver, returning the proof as
 179 /// well as the TTL for the proof provided by the recursive resolver.
 180 #[cfg(feature = "tokio")]
 181 pub async fn build_a_proof_async(resolver: SocketAddr, domain: &Name) -> Result<(Vec<u8>, u32), Error> {
 182         build_proof_async(resolver, domain, A::TYPE).await
 183 }
 184
 185 /// Builds a DNSSEC proof for an AAAA record by querying a recursive resolver, returning the proof
 186 /// as well as the TTL for the proof provided by the recursive resolver.
 187 #[cfg(feature = "tokio")]
 188 pub async fn build_aaaa_proof_async(resolver: SocketAddr, domain: &Name) -> Result<(Vec<u8>, u32), Error> {
 189         build_proof_async(resolver, domain, AAAA::TYPE).await
 190 }
 191
 192 /// Builds a DNSSEC proof for an TXT record by querying a recursive resolver, returning the proof
 193 /// as well as the TTL for the proof provided by the recursive resolver.
 194 #[cfg(feature = "tokio")]
 195 pub async fn build_txt_proof_async(resolver: SocketAddr, domain: &Name) -> Result<(Vec<u8>, u32), Error> {
 196         build_proof_async(resolver, domain, Txt::TYPE).await
 197 }
 198
 199 /// Builds a DNSSEC proof for an TLSA record by querying a recursive resolver, returning the proof
 200 /// as well as the TTL for the proof provided by the recursive resolver.
 201 #[cfg(feature = "tokio")]
 202 pub async fn build_tlsa_proof_async(resolver: SocketAddr, domain: &Name) -> Result<(Vec<u8>, u32), Error> {
 203         build_proof_async(resolver, domain, TLSA::TYPE).await
 204 }
 205
 206 #[cfg(all(feature = "validation", test))]
 207 mod tests {
 208         use super::*;
 209         use crate::validation::*;
 210
 211         use rand::seq::SliceRandom;
 212
 213         use std::net::ToSocketAddrs;
 214         use std::time::SystemTime;
 215
 216
 217         #[test]
 218         fn test_cloudflare_txt_query() {
 219                 let sockaddr = "8.8.8.8:53".to_socket_addrs().unwrap().next().unwrap();
 220                 let query_name = "cloudflare.com.".try_into().unwrap();
 221                 let (proof, _) = build_txt_proof(sockaddr, &query_name).unwrap();
 222
 223                 let mut rrs = parse_rr_stream(&proof).unwrap();
 224                 rrs.shuffle(&mut rand::rngs::OsRng);
 225                 let verified_rrs = verify_rr_stream(&rrs).unwrap();
 226                 assert!(verified_rrs.verified_rrs.len() > 1);
 227
 228                 let now = SystemTime::now().duration_since(SystemTime::UNIX_EPOCH).unwrap().as_secs();
 229                 assert!(verified_rrs.valid_from < now);
 230                 assert!(verified_rrs.expires > now);
 231         }
 232
 233         #[test]
 234         fn test_sha1_query() {
 235                 let sockaddr = "8.8.8.8:53".to_socket_addrs().unwrap().next().unwrap();
 236                 let query_name = "benthecarman.com.".try_into().unwrap();
 237                 let (proof, _) = build_a_proof(sockaddr, &query_name).unwrap();
 238
 239                 let mut rrs = parse_rr_stream(&proof).unwrap();
 240                 rrs.shuffle(&mut rand::rngs::OsRng);
 241                 let verified_rrs = verify_rr_stream(&rrs).unwrap();
 242                 assert!(verified_rrs.verified_rrs.len() >= 1);
 243
 244                 let now = SystemTime::now().duration_since(SystemTime::UNIX_EPOCH).unwrap().as_secs();
 245                 assert!(verified_rrs.valid_from < now);
 246                 assert!(verified_rrs.expires > now);
 247         }
 248
 249         #[test]
 250         fn test_txt_query() {
 251                 let sockaddr = "8.8.8.8:53".to_socket_addrs().unwrap().next().unwrap();
 252                 let query_name = "matt.user._bitcoin-payment.mattcorallo.com.".try_into().unwrap();
 253                 let (proof, _) = build_txt_proof(sockaddr, &query_name).unwrap();
 254
 255                 let mut rrs = parse_rr_stream(&proof).unwrap();
 256                 rrs.shuffle(&mut rand::rngs::OsRng);
 257                 let verified_rrs = verify_rr_stream(&rrs).unwrap();
 258                 assert_eq!(verified_rrs.verified_rrs.len(), 1);
 259
 260                 let now = SystemTime::now().duration_since(SystemTime::UNIX_EPOCH).unwrap().as_secs();
 261                 assert!(verified_rrs.valid_from < now);
 262                 assert!(verified_rrs.expires > now);
 263         }
 264
 265         #[cfg(feature = "tokio")]
 266         use tokio_crate as tokio;
 267
 268         #[cfg(feature = "tokio")]
 269         #[tokio::test]
 270         async fn test_txt_query_async() {
 271                 let sockaddr = "8.8.8.8:53".to_socket_addrs().unwrap().next().unwrap();
 272                 let query_name = "matt.user._bitcoin-payment.mattcorallo.com.".try_into().unwrap();
 273                 let (proof, _) = build_txt_proof_async(sockaddr, &query_name).await.unwrap();
 274
 275                 let mut rrs = parse_rr_stream(&proof).unwrap();
 276                 rrs.shuffle(&mut rand::rngs::OsRng);
 277                 let verified_rrs = verify_rr_stream(&rrs).unwrap();
 278                 assert_eq!(verified_rrs.verified_rrs.len(), 1);
 279
 280                 let now = SystemTime::now().duration_since(SystemTime::UNIX_EPOCH).unwrap().as_secs();
 281                 assert!(verified_rrs.valid_from < now);
 282                 assert!(verified_rrs.expires > now);
 283         }
 284 }