bouncer.c

   1 /*
   2  *      Bouncer -- A Daemon for Turning Away Mischievous Guests
   3  *
   4  *      (c) 2016 Martin Mares <mj@ucw.cz>
   5  */
   6
   7 #undef LOCAL_DEBUG
   8
   9 #include <ucw/lib.h>
  10 #include <ucw/clists.h>
  11 #include <ucw/conf.h>
  12 #include <ucw/log.h>
  13 #include <ucw/mainloop.h>
  14 #include <ucw/opt.h>
  15 #include <ucw/string.h>
  16
  17 #include <alloca.h>
  18 #include <arpa/inet.h>
  19 #include <errno.h>
  20 #include <string.h>
  21 #include <sys/types.h>
  22 #include <sys/socket.h>
  23 #include <sys/stat.h>
  24 #include <sys/un.h>
  25 #include <time.h>
  26 #include <unistd.h>
  27
  28 #include <libipset/data.h>
  29 #include <libipset/session.h>
  30 #include <libipset/types.h>
  31
  32 /*** Internal representation of IPv4/IPv6 addresses ***/
  33
  34 // In network byte order, IPv4 represented as ::ffff:1.2.3.4
  35 struct addr {
  36   u32 a[4];
  37 };
  38
  39 #define ADDR_BUFSIZE 64
  40 #define AFMT(_a) ({ char *_buf = alloca(ADDR_BUFSIZE); addr_format(_buf, _a); _buf; })
  41
  42 static bool addr_is_v4(struct addr addr)
  43 {
  44   return !addr.a[0] && !addr.a[1] && addr.a[2] == htonl(0xffff);
  45 }
  46
  47 static void addr_format(char *buf, struct addr addr)
  48 {
  49   const char *ok;
  50   if (addr_is_v4(addr))
  51     {
  52       struct in_addr in4;
  53       in4.s_addr = addr.a[3];
  54       ok = inet_ntop(AF_INET, &in4, buf, ADDR_BUFSIZE);
  55     }
  56   else
  57     {
  58       struct in6_addr in6;
  59       memcpy(&in6, &addr, sizeof(addr));
  60       ok = inet_ntop(AF_INET6, &in6, buf, ADDR_BUFSIZE);
  61     }
  62   if (!ok)
  63     snprintf(buf, ADDR_BUFSIZE, "<error %d>", errno);
  64 }
  65
  66 static bool addr_parse(struct addr *addr, const char *src)
  67 {
  68   struct in_addr a4;
  69   struct in6_addr a6;
  70
  71   if (inet_pton(AF_INET, src, &a4))
  72     {
  73       addr->a[0] = addr->a[1] = 0;
  74       addr->a[2] = htonl(0xffff);
  75       addr->a[3] = a4.s_addr;
  76       return 1;
  77     }
  78   else if (inet_pton(AF_INET6, src, &a6))
  79     {
  80       memcpy(addr, &a6, 16);
  81       return 1;
  82     }
  83   else
  84     return 0;
  85 }
  86
  87 /*** Configuration ***/
  88
  89 static char *listen_on = "/var/run/bouncer.sock";
  90 static uns max_failures = ~0U;
  91 static uns suspect_time = 86400;
  92 static uns banned_time = 86400;
  93 static uns max_probation = ~0U;
  94 static double banned_again_coeff = 2;
  95 static uns max_banned_time = 86400;
  96 static uns probation_time = 86400;
  97 static uns max_culprits = ~0U;
  98 static char *config_log_stream;
  99 static char *ipv4_set;
 100 static char *ipv6_set;
 101
 102 static struct cf_section bouncer_cf = {
 103   CF_ITEMS {
 104     CF_STRING("ListenOn", &listen_on),
 105     CF_UNS("MaxFailures", &max_failures),
 106     CF_UNS("SuspectTime", &suspect_time),
 107     CF_UNS("BannedTime", &banned_time),
 108     CF_UNS("MaxProbation", &max_probation),
 109     CF_DOUBLE("BannedAgainCoeff", &banned_again_coeff),
 110     CF_UNS("MaxBannedTime", &max_banned_time),
 111     CF_UNS("ProbationTime", &probation_time),
 112     CF_UNS("MaxCulprits", &max_culprits),
 113     CF_STRING("LogStream", &config_log_stream),
 114     CF_STRING("IPv4Set", &ipv4_set),
 115     CF_STRING("IPv6Set", &ipv6_set),
 116     CF_END
 117   }
 118 };
 119
 120 /*** An interface to IP sets ***/
 121
 122 static struct ipset_session *is_sess;
 123
 124 static const char *trim_eol(const char *msg)
 125 {
 126   int len = strlen(msg);
 127   if (!len || msg[len-1] != '\n')
 128     return msg;
 129   else
 130     {
 131       char *x = xstrdup(msg);
 132       x[len-1] = 0;
 133       return x;
 134     }
 135 }
 136
 137 static void is_die(const char *when)
 138 {
 139   const char *warn = ipset_session_warning(is_sess);
 140   if (warn)
 141     msg(L_WARN, "%s: %s", when, trim_eol(warn));
 142
 143   const char *err = ipset_session_error(is_sess);
 144   die("%s: %s", when, err ? trim_eol(err) : "Unknown error");
 145 }
 146
 147 static void is_err(const char *when)
 148 {
 149   const char *warn = ipset_session_warning(is_sess);
 150   if (warn)
 151     msg(L_WARN, "%s: %s", when, trim_eol(warn));
 152
 153   const char *err = ipset_session_error(is_sess);
 154   msg(L_ERROR, "%s: %s", when, err ? trim_eol(err) : "Unknown error");
 155
 156   ipset_session_report_reset(is_sess);
 157 }
 158
 159 static void is_init(void)
 160 {
 161   ipset_load_types();
 162
 163   is_sess = ipset_session_init(printf);
 164   if (!is_sess)
 165     die("Unable to initialize ipset session");
 166 }
 167
 168 static bool is_setup(char *set)
 169 {
 170   if (!set)
 171     return 0;
 172
 173   if (ipset_parse_setname(is_sess, IPSET_SETNAME, set) < 0)
 174     is_die("ipset_parse_setname");
 175   return 1;
 176 }
 177
 178 static void is_flush(char *set)
 179 {
 180   if (!is_setup(set))
 181     return;
 182
 183   if (ipset_cmd(is_sess, IPSET_CMD_FLUSH, 0) < 0)
 184     return is_err("IPSET_CMD_FLUSH");
 185 }
 186
 187 static bool is_modify(bool add, struct addr addr)
 188 {
 189   int cmd = add ? IPSET_CMD_ADD : IPSET_CMD_DEL;
 190   char *set = addr_is_v4(addr) ? ipv4_set : ipv6_set;
 191   if (!is_setup(set))
 192     return 0;
 193
 194   if (ipset_envopt_parse(is_sess, IPSET_ENV_EXIST, NULL) < 0)
 195     is_die("IPSET_ENV_EXIST");
 196
 197   const struct ipset_type *is_type = ipset_type_get(is_sess, cmd);
 198   if (!is_type)
 199     is_die("ipset_type_get");
 200
 201   if (is_type->dimension != 1)
 202     die("Invalid ipset dimension %d", is_type->dimension);
 203
 204   char buf[ADDR_BUFSIZE];
 205   addr_format(buf, addr);
 206   if (ipset_parse_elem(is_sess, 0, buf) < 0)
 207     {
 208       is_err("ipset_parse_elem");
 209       return 0;
 210     }
 211
 212   if (ipset_cmd(is_sess, cmd, 0) < 0)
 213     {
 214       is_err(add ? "IPSET_CMD_ADD" : "IPSET_CMD_DEL");
 215       return 0;
 216     }
 217
 218   return 1;
 219 }
 220
 221 /*** Handling of login failures ***/
 222
 223 enum culprit_state {
 224   STATE_INVALID,
 225   STATE_SUSPECT,
 226   STATE_BANNED,
 227   STATE_PROBATION,
 228 };
 229
 230 static const char * const culprit_states[] = {
 231   "invalid",
 232   "suspect",
 233   "banned",
 234   "probation",
 235 };
 236
 237 struct culprit {
 238   union {
 239     struct addr addr;
 240     byte addr_bytes[16];
 241   };
 242   enum culprit_state state;
 243   uns fail_count;
 244   uns sentence_count;
 245   uns ban_time;
 246   struct main_timer timer;
 247 };
 248
 249 static uns num_culprits;
 250 static void culprit_timer(struct main_timer *tm);
 251
 252 static void culprit_hash_init_data(struct culprit *c)
 253 {
 254   c->state = STATE_SUSPECT;
 255   c->fail_count = 0;
 256   bzero(&c->timer, sizeof(c->timer));
 257   c->timer.handler = culprit_timer;
 258   c->timer.data = c;
 259   num_culprits++;
 260 }
 261
 262 #define HASH_NODE struct culprit
 263 #define HASH_PREFIX(x) culprit_hash_##x
 264 #define HASH_KEY_MEMORY addr_bytes
 265 #define HASH_KEY_SIZE 16
 266 #define HASH_GIVE_INIT_DATA
 267 #define HASH_WANT_LOOKUP
 268 #define HASH_WANT_REMOVE
 269 #define HASH_USE_AUTO_ELTPOOL 1000
 270 #define HASH_ZERO_FILL
 271 #include <ucw/hashtable.h>
 272
 273 static void culprit_delete(struct culprit *c)
 274 {
 275   timer_del(&c->timer);
 276   culprit_hash_remove(c);
 277   num_culprits--;
 278 }
 279
 280 static void culprit_set_state(struct culprit *c, enum culprit_state state, uns timeout)
 281 {
 282   c->state = state;
 283   timer_add_rel(&c->timer, (timestamp_t)timeout * 1000);
 284   msg(L_DEBUG, "Suspect %s: state=%s failures=%u timeout=%u", AFMT(c->addr), culprit_states[state], c->fail_count, timeout);
 285 }
 286
 287 static void handle_failed_login(struct addr addr, int cnt)
 288 {
 289   timestamp_t now = main_get_now();
 290
 291   struct culprit *c = culprit_hash_lookup((byte *) &addr);
 292
 293   if (num_culprits > max_culprits)
 294     {
 295       // This can happen only when this lookup created a new culprit.
 296       static timestamp_t last_overflow_warning;
 297       if (last_overflow_warning + 60000 < now)
 298         {
 299           last_overflow_warning = now;
 300           msg(L_WARN, "Too many culprits, dropping some. Try increasing MaxCulprits.");
 301           culprit_delete(c);
 302           return;
 303         }
 304     }
 305
 306   switch (c->state)
 307     {
 308     case STATE_SUSPECT:
 309       c->fail_count += cnt;
 310       if (c->fail_count > max_failures)
 311         {
 312           c->ban_time = banned_time;
 313           msg(L_INFO, "Banned %s: failures=%u ban_time=%u", AFMT(addr), c->fail_count, c->ban_time);
 314           c->sentence_count = 1;
 315           culprit_set_state(c, STATE_BANNED, c->ban_time);
 316           is_modify(1, c->addr);
 317         }
 318       else
 319         culprit_set_state(c, STATE_SUSPECT, suspect_time);
 320       break;
 321     case STATE_BANNED:
 322       break;
 323     case STATE_PROBATION:
 324       c->fail_count += cnt;
 325       if (c->fail_count > max_probation)
 326         {
 327           c->sentence_count++;
 328           c->ban_time = MIN((uns)(c->ban_time * banned_again_coeff), max_banned_time);
 329           msg(L_INFO, "Re-banned %s: failures=%u sentences=%u ban_time=%u", AFMT(c->addr), c->fail_count, c->sentence_count, c->ban_time);
 330           culprit_set_state(c, STATE_BANNED, c->ban_time);
 331           is_modify(1, c->addr);
 332         }
 333       else
 334         culprit_set_state(c, STATE_PROBATION, probation_time);
 335       break;
 336     default:
 337       ASSERT(0);
 338     }
 339 }
 340
 341 static void culprit_timer(struct main_timer *tm)
 342 {
 343   struct culprit *c = tm->data;
 344
 345   switch (c->state)
 346     {
 347     case STATE_SUSPECT:
 348     case STATE_PROBATION:
 349       msg(L_DEBUG, "Suspect %s: acquitted", AFMT(c->addr));
 350       culprit_delete(c);
 351       break;
 352     case STATE_BANNED:
 353       msg(L_INFO, "Unbanned %s", AFMT(c->addr));
 354       culprit_set_state(c, STATE_PROBATION, probation_time);
 355       is_modify(0, c->addr);
 356       c->fail_count = 0;
 357       break;
 358     default:
 359       ASSERT(0);
 360     }
 361 }
 362
 363 /*** Parsing of log messages ***/
 364
 365 static bool check_next(char **pp, char *want)
 366 {
 367   char *p = *pp;
 368   while (*want)
 369     {
 370       if (*p++ != *want++)
 371         return 0;
 372     }
 373   *pp = p;
 374   return 1;
 375 }
 376
 377 static void parse_failure(char *p, int cnt)
 378 {
 379   DBG("Parse 4: <%s> cnt=%d", p, cnt);
 380
 381   // Decode attributes
 382   bool done = 0;
 383   char *rhost = NULL;
 384   while (!done)
 385     {
 386       while (*p == ' ')
 387         p++;
 388       if (!*p)
 389         break;
 390
 391       char *key = p;
 392       while (*p && *p != ' ' && *p != '=')
 393         p++;
 394       if (*p != '=')
 395         continue;
 396       *p++ = 0;
 397
 398       char *val = p;
 399       while (*p && *p != ' ')
 400         p++;
 401       if (*p)
 402         *p++ = 0;
 403       else
 404         done = 1;
 405
 406       DBG("Parse KV: %s=<%s>", key, val);
 407       if (!strcmp(key, "rhost"))
 408         rhost = val;
 409     }
 410
 411   // Act on the message
 412   struct addr addr;
 413   if (addr_parse(&addr, rhost))
 414     handle_failed_login(addr, cnt);
 415   else
 416     msg(L_WARN, "Unable to parse address %s", rhost);
 417 }
 418
 419 static void process_msg(char *line)
 420 {
 421   DBG("Parse: <%s>", line);
 422
 423   char *p = line;
 424   int c;
 425   // 2016-11-04T17:18:54.825821+01:00 sshd[6733]: pam_unix(sshd:auth): authentication failure; logname= uid=0 euid=0 tty=ssh ruser= rhost=1.2.3.4
 426   // 2016-11-05T12:49:52.418880+01:00 sshd[16271]: PAM 2 more authentication failures; logname= uid=0 euid=0 tty=ssh ruser= rhost=116.31.116.26  user=root
 427
 428   // We shall start with 32 non-spaces
 429   for (int i=0; i<32; i++)
 430     {
 431       c = *p++;
 432       if (!c || c == ' ')
 433         return;
 434     }
 435   DBG("Parse 1: <%s>", p);
 436
 437   // Space, something, colon, space
 438   if (*p++ != ' ')
 439     return;
 440   while (*p && *p != ' ' && *p != ':')
 441     p++;
 442   if (!check_next(&p, ": "))
 443     return;
 444   DBG("Parse 2: <%s>", p);
 445
 446   // pam_unix(something), colon, space
 447   if (check_next(&p, "pam_unix("))
 448     {
 449       do
 450         {
 451           c = *p++;
 452           if (!c || c == ' ')
 453             return;
 454         }
 455       while (c != ')');
 456       if (!check_next(&p, ": "))
 457         return;
 458       DBG("Parse 3: <%s>", p);
 459
 460       if (!check_next(&p, "authentication failure; "))
 461         return;
 462
 463       parse_failure(p, 1);
 464     }
 465
 466   // "PAM <n> more authentication failures;"
 467   if (check_next(&p, "PAM "))
 468     {
 469       if (!(*p >= '0' && *p <= '9'))
 470         return;
 471       int cnt = atoi(p);
 472       while (*p >= '0' && *p <= '9')
 473         p++;
 474
 475       if (!check_next(&p, " more authentication failures; "))
 476         return;
 477
 478       parse_failure(p, cnt);
 479     }
 480 }
 481
 482 /*** Socket for receiving messages from rsyslog ***/
 483
 484 struct main_file sk_file;
 485
 486 static int sk_read(struct main_file *mf)
 487 {
 488   char line[1024];
 489   int len = recv(mf->fd, line, sizeof(line), MSG_TRUNC);
 490   if (len < 0)
 491     {
 492       if (errno == EINTR || errno == EAGAIN)
 493         return HOOK_IDLE;
 494       die("recv: %m");
 495     }
 496
 497   if (len >= (int) sizeof(line))
 498     {
 499       msg(L_WARN, "Truncated message received (length=%d)", len);
 500       len = sizeof(line) - 1;
 501     }
 502   line[len] = 0;
 503
 504   if (len > 0 && line[len-1] == '\n')
 505     line[--len] = 0;
 506   if (len > 0 && line[len-1] == '\r')
 507     line[--len] = 0;
 508
 509   process_msg(line);
 510   return HOOK_RETRY;
 511 }
 512
 513 static void sk_init(void)
 514 {
 515   unlink(listen_on);
 516   mode_t old_umask = umask(0077);
 517
 518   int fd;
 519   if ((fd = socket(PF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0)) < 0)
 520     die("Cannot create PF_UNIX socket: %m");
 521
 522   struct sockaddr_un sa = { .sun_family = AF_UNIX };
 523   strcpy(sa.sun_path, listen_on);
 524   if (bind(fd, (struct sockaddr *) &sa, sizeof(sa)) < 0)
 525     die("Cannot bind socket %s: %m", listen_on);
 526
 527   sk_file.fd = fd;
 528   sk_file.read_handler = sk_read;
 529   file_add(&sk_file);
 530
 531   umask(old_umask);
 532 }
 533
 534 /*** Main ***/
 535
 536 static struct opt_section options = {
 537   OPT_ITEMS {
 538     OPT_HELP("Bouncer -- A Daemon for Turning Away Mischievous Guests"),
 539     OPT_HELP(""),
 540     OPT_HELP("Options:"),
 541     OPT_HELP_OPTION,
 542     OPT_CONF_OPTIONS,
 543     OPT_END
 544   }
 545 };
 546
 547 int main(int argc UNUSED, char **argv)
 548 {
 549   cf_def_file = "/etc/bouncer";
 550   cf_declare_section("Bouncer", &bouncer_cf, 0);
 551   opt_parse(&options, argv+1);
 552
 553   if (config_log_stream)
 554     log_configured(config_log_stream);
 555
 556   main_init();
 557   is_init();
 558   culprit_hash_init();
 559   sk_init();
 560
 561   is_flush(ipv4_set);
 562   is_flush(ipv6_set);
 563
 564   msg(L_INFO, "Starting");
 565   main_loop();
 566   return 0;
 567 }