chiark - git - mdw - firewall/blob - classify.m4

   1 ### -*-sh-*-
   2 ###
   3 ### Classify packets according to source and destination networks.
   4 ###
   5 ### (c) 2008 Mark Wooding
   6 ###
   7
   8 ###----- Licensing notice ---------------------------------------------------
   9 ###
  10 ### This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11 ### it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12 ### the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  13 ### (at your option) any later version.
  14 ###
  15 ### This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16 ### but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17 ### MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18 ### GNU General Public License for more details.
  19 ###
  20 ### You should have received a copy of the GNU General Public License
  21 ### along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
  22 ### Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
  23
  24 m4_divert(40)m4_dnl
  25 ###--------------------------------------------------------------------------
  26 ### Address classification.
  27 ###
  28 ### The objective of address classification is to work out what kind of
  29 ### networks a packet is travelling between, in order to make filtering
  30 ### decisions easier.
  31 ###
  32 ### Address classification is done in the mangle table, by attaching
  33 ### appropriate marks to the packet.  We split the Internet into a number of
  34 ### address classes, and make forwarding decisions based on the classes of
  35 ### the source and destination addresses.
  36 ###
  37 ### The mark word is split into three fields: the FROM and TO fields simply
  38 ### record the source and destination classes numerically; the MASK field is
  39 ### used to determine whether forwarding should occur.  There is a mask bit
  40 ### for each address class.  Source classification sets mask bits according
  41 ### to the forwarding policy for the source address class.  Destination
  42 ### classification clears all of the mask bits except for the one
  43 ### corresponding to the actual destination class.  Therefore, forwarding is
  44 ### permitted if and only if the mask bits are not all zero.
  45 ###
  46 ### The mangle chains are arranged as follows.
  47 ###
  48 ### The PREROUTING hook simply invokes in-classify and out-classify chains as
  49 ### subroutines.  These will tail-call appropriate classification chains.
  50 ###
  51 ### The in-classify chain is responsible for both source address
  52 ### classification and verifying that the packet arrived from the correct
  53 ### interface.  It does an initial dispatch on the source interface, to
  54 ### in-IFACE.  The in-IFACE chain dispatches to mark-from-CLASS when it
  55 ### recognizes an address belonging to the CLASS; if no matches succeed, it
  56 ### goes to bad-source-address, which logs a message and drops the packet.
  57 ### The default interface is special.  If no explicit matches are found, it
  58 ### dispatches to in-default which forbids a few obviously evil things and
  59 ### finally dispatches to mark-from-untrusted.
  60 ###
  61 ### The out-classify is simpler because it doesn't care about the interface.
  62 ### It simply checks each network range in turn, dispatching to mark-to-CLASS
  63 ### on a match or mark-to-DEFAULT (probably untrusted) if there is no match.
  64
  65 clearchain mangle:in-classify mangle:in-default mangle:out-classify
  66 clearchain mangle:local-source
  67
  68 ## An unpleasant hack.  We can't reject packets from the mangle table, so
  69 ## we mark packets with a bad destination and then detect this in the
  70 ## filter table.
  71 clearchain mangle:bad-destination-address
  72 BAD_DEST=0xf6f377d2
  73 run ip46tables -t mangle -A bad-destination-address \
  74   -j MARK --set-mark $BAD_DEST
  75 run ip46tables -t mangle -A bad-destination-address -j ACCEPT
  76 for i in $inchains; do
  77   run ip46tables -A $i -m mark --mark $BAD_DEST -g bad-destination-address
  78 done
  79
  80 ## Packets over the loopback interface are automatically trusted.  All manner
  81 ## of weird stuff happens on lo, and it's best not to second-guess it.
  82 run ip46tables -t mangle -A in-classify -i lo -j ACCEPT
  83
  84 ## Local broadcast and link-local multicast packets sometimes have bizarre
  85 ## addresses.  Don't block them just because of this.
  86 run iptables -t mangle -A in-classify -j RETURN \
  87         -s 0.0.0.0 -d 255.255.255.255 \
  88         -p udp
  89 run iptables -t mangle -A in-classify -j RETURN \
  90         -s 0.0.0.0 -d 224.0.0.0/24 \
  91         -p udp
  92
  93 ## Since packets with source and destination addresses both local will go
  94 ## over the loopback interface, I shouldn't see a packet from me over any
  95 ## other interface.  Except that I will if I sent a broadcast or multicast.
  96 ## Allow the broadcasts, and remember not to trust them.  There are no
  97 ## broadcast addresses in IPv6 (only link-local multicast)m so we don't have
  98 ## to worry about that.
  99 run iptables -t mangle -A local-source -j RETURN \
 100         -m addrtype --dst-type BROADCAST
 101 run iptables -t mangle -A local-source -j RETURN \
 102         -m addrtype --dst-type MULTICAST
 103 run ip6tables -t mangle -A local-source -j RETURN \
 104         -d ff00::/8
 105 run ip46tables -t mangle -A local-source -g bad-source-address
 106 run iptables -t mangle -A in-classify -j local-source \
 107         -m addrtype --src-type LOCAL
 108 for addr in $host_6addrs; do
 109   run ip6tables -t mangle -A in-classify -j local-source \
 110           -s $addr
 111 done
 112
 113 m4_divert(41)m4_dnl
 114 ## Define the important networks.
 115 for pass in 1 2; do
 116   netclassindex=0
 117 m4_divert(42)m4_dnl
 118 done
 119
 120 m4_divert(46)m4_dnl
 121 ## Special IPv4 source addresses.  Forbid broadcast and multicast sources.
 122 ## Mark the special zero address and link-local addresses as such.  (This
 123 ## also matches class-E addresses, which are probably permanently invalid.)
 124 for i in 0.0.0.0 169.254.0.0/16; do
 125   run iptables -t mangle -A in-classify -g mark-from-link -s $i
 126 done
 127 run iptables -t mangle -A in-classify -g bad-source-address \
 128         -s 224.0.0.0/3
 129 run iptables -t mangle -A in-classify -g bad-source-address \
 130         -m addrtype --src-type BROADCAST \
 131
 132 ## Special IPv6 addresses.  Format multicast sources, and mark zero and
 133 ## link local addresses.
 134 for i in :: fe80::/10; do
 135   run ip6tables -t mangle -A in-classify -g mark-from-link -s $i
 136 done
 137 run ip6tables -t mangle -A in-classify -g bad-source-address \
 138         -s ff00::/8
 139
 140 ## Special IPv4 destination addresses.  The zero address is invalid; mark
 141 ## link-local and recognized broadcast addresses as link-local.  We leave
 142 ## multicast for later.
 143 for i in 0.0.0.0 240.0.0.0/4; do
 144   run iptables -t mangle -A out-classify -g bad-destination-address -d $i
 145 done
 146 run iptables -t mangle -A out-classify -g mark-to-link -d 169.254.0.0/16
 147 run iptables -t mangle -A out-classify -g mark-to-link \
 148         -m addrtype --dst-type BROADCAST
 149
 150 ## Special IPv6 destination addressses.  The zero address is again invalid;
 151 ## mark link local addresses.  We do multicast later.
 152 run ip6tables -t mangle -A out-classify -g bad-destination-address \
 153         -d ::
 154 run ip6tables -t mangle -A out-classify -g mark-to-link -d fe80::/10
 155
 156 ## Now deal with multicast.  Link-local multicast is detected as being
 157 ## link-local, so that we can prevent it being forwarded correctly.
 158 clearchain mangle:out-classify-mcast
 159 run iptables -t mangle -A out-classify-mcast -g mark-to-link \
 160         -d 224.0.0.0/24
 161 for i in 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f; do
 162   run ip6tables -t mangle -A out-classify-mcast -g mark-to-link \
 163           -d ff${i}2::/16
 164 done
 165 run ip46tables -t mangle -A out-classify-mcast -g mark-to-mcast
 166 run iptables -t mangle -A out-classify -g out-classify-mcast \
 167         -d 224.0.0.0/4
 168 run ip6tables -t mangle -A out-classify -g out-classify-mcast \
 169         -d ff00::/8
 170
 171 ## Build the input classification chains.  There's one chain `in-IFACE' for
 172 ## each local interface.  This chain does a further dispatch on the source
 173 ## address to the appropriate `mark-from-CLASS' chain for the source network
 174 ## class.  We also build a table mapping interface names to numbers (since
 175 ## the names are so unhelpful).
 176 seen=:
 177 ifq=0
 178 ifmap=""
 179 for iface in $host_ifaces_<::>FWHOST; do
 180   ifname=${iface%=*}
 181   case $seen in *:$ifname:*) continue ;; esac
 182   seen=$seen$ifname:
 183   addword ifmap $ifname=$ifq
 184   ifq=$(( $ifq + 1 ))
 185   clearchain mangle:in-$ifname
 186   run ip46tables -t mangle -A in-classify -i $ifname -g in-$ifname
 187 done
 188
 189 ## We do a first pass over nets first, and then the interfaces which those
 190 ## networks reach.  During this pass, we populate the `out-classify' chains,
 191 ## and we also build some lists so that we can do later passes over
 192 ## interfaces first and then reaching networks.  This is complicated by
 193 ## interface names being unhelpful.
 194 ##
 195 ## Here are the variables we maintain.
 196 ##
 197 ## ifmap                A list of entries IFACE=N mapping interface names to
 198 ##                      numbers.
 199 ##
 200 ## ifnets_N             A space-separated list of networks reaching interface
 201 ##                      number N.  This is used for building the matching
 202 ##                      chains.
 203 ##
 204 ## ifaddrs_N            A bang-separated list of address ranges reaching
 205 ##                      interface number N.  This is used for filtering out
 206 ##                      known networks if the default network reaches the
 207 ##                      interface.
 208 for net in $allnets; do
 209
 210   ## Work through the interfaces that this network reaches.
 211   for iface in $(net_interfaces FWHOST $net); do
 212     case $iface in -) break ;; esac
 213
 214     ## Find a sequence number for this interface.
 215     q=nil
 216     for i in $ifmap; do
 217       case "$i" in "$iface"=*) q=${i##*=}; break ;; esac
 218     done
 219     case $q in
 220       nil)
 221         echo >&2 "$0 INTERNAL ERROR: missing interface \`$iface'!"
 222         exit 1
 223         ;;
 224     esac
 225
 226     ## Remember the reachability information.
 227     addword ifnets_$q $net
 228   done
 229 done
 230
 231 ## Build the `ifaddr_N' map and an `all-addresses' list.
 232 alladdrs=!
 233 trace "ifmap = $ifmap"
 234 for entry in $ifmap; do
 235   iface=${entry%=*} q=${entry##*=}
 236   eval nets=\$ifnets_$q
 237   trace "iface $iface [$q] = $nets"
 238   aa=!
 239   for n in $nets; do
 240     eval "addrs=\"\$net_inet_$n \$net_inet6_$n\""
 241     trace "$iface $n addrs = $addrs"
 242     for a in $addrs; do
 243       case $aa in *!$a!*) ;; *) aa=$aa$a! ;; esac
 244       case $alladdrs in *!$a!*) ;; *) alladdrs=$alladdrs$a! ;; esac
 245     done
 246   done
 247   eval ifaddrs_$q=\$aa
 248   trace "iface $q = $iface; nets = $nets; addrs = $aa"
 249 trace "alladdrs = $alladdrs"
 250 done
 251
 252 ## Populate the `out-classify' chain, matching networks.
 253 prepare_to () { mode=goto fail=mark-to-$net_class_default; }
 254 matchnets -d mark-from : prepare_to out-classify "" 0 $allnets
 255
 256 ## A `finish' hook for rejecting known address ranges arriving on a
 257 ## default-reachable interface.
 258 finish_from_default () {
 259   q=$1 chain=$2
 260   eval addrs=\$ifaddrs_$q
 261
 262   for n in $allnets; do
 263     eval addr=\$net_inet_$n addr6=\$net_inet6_$n
 264     for a in $addr; do
 265       case $a in !*) continue ;; esac
 266       case $addrs in *"!$a!"*) continue ;; esac
 267       run iptables -t mangle -A $chain -s $a -g bad-source-address
 268     done
 269     for a in $addr6; do
 270       case $a in !*) continue ;; esac
 271       case $addrs in *"!$a!"*) continue ;; esac
 272       run ip6tables -t mangle -A $chain -s $a -g bad-source-address
 273     done
 274   done
 275   run ip46tables -t mangle -A $chain -g in-default
 276 }
 277
 278 ## A `prepare' hook for input classification.  If the interface is
 279 ## default-reachable, then we need to reject known address ranges before
 280 ## dispatching to the default chain; otherwise just reject the packet.
 281 prepare_from () {
 282   q=$1 flags=$2
 283   case $flags in
 284     *:default:*) mode=call finish="finish_from_default $q" ;;
 285     *) mode=goto fail=bad-source-address ;;
 286   esac
 287 }
 288
 289 ## Populate the `in-IFACE' chains.
 290 for entry in $ifmap; do
 291   iface=${entry%=*} q=${entry##*=}
 292   eval nets=\$ifnets_$q
 293
 294   case $iface in
 295     *-+)
 296       ## A special marker indicating a collection of point-to-point
 297       ## interfaces.  We should match an address to a particular interface.
 298       chains=""
 299       for net in $nets; do
 300         eval hosts=\$net_hosts_$net
 301         for host in $hosts; do
 302           eval ha=\$host_inet_$host ha6=\$host_inet6_$host
 303           trace "$host : $class -> $iface"
 304           for a in $ha; do
 305             run iptables -t mangle -A in-$iface \
 306                     -i ${iface%+}$host -s $a -g mark-from-$class
 307           done
 308           for a in $ha6; do
 309             run ip6tables -t mangle -A in-$iface \
 310                     -i ${iface%+}$host -s $a -g mark-from-$class
 311           done
 312         done
 313       done
 314       run ip46tables -t mangle -A in-$iface -g bad-source-address
 315       ;;
 316     *)
 317       matchnets -s mark-from : "prepare_from $q" in-$iface "" 0 $nets
 318       ;;
 319   esac
 320 done
 321
 322 ## Fill in the black holes in the network.  Some of these might actually be
 323 ## known networks, so don't fill those in again.
 324 for addr in \
 325         10.0.0.0/8 172.16.0.0/12 192.168.0.0/16 \
 326         127.0.0.0/8 \
 327         192.0.2.0/24 198.51.100.0/24 203.0.113.0/24
 328 do
 329   case $alladdrs in *!$addr!*) continue ;; esac
 330   run iptables -t mangle -A in-default -s $addr -g bad-source-address
 331 done
 332 for addr in \
 333         fc00::/7 \
 334         2001:db8::/32
 335 do
 336   case $alladdrs in *!$addr!*) continue ;; esac
 337   run ip6tables -t mangle -A in-default -s $addr -g bad-source-address
 338 done
 339 run ip46tables -t mangle -A in-default -g mark-from-$net_class_default
 340
 341 m4_divert(92)m4_dnl
 342 ## Put the final default decision on the in-default chain, and attach the
 343 ## classification chains to the PREROUTING hook.
 344 for iface in $defaultifaces; do
 345   run ip46tables -t mangle -A in-$iface -g in-default
 346 done
 347 run ip46tables -t mangle -A PREROUTING -j in-classify
 348 run ip46tables -t mangle -A PREROUTING -j out-classify
 349
 350 ## Incoming stuff to or from a link-local address is OK.
 351 run ip46tables -t mangle -A INPUT \
 352         -m mark --mark $to_link/$MASK_TO \
 353         -j MARK --or-mark $fwd_link
 354 run ip46tables -t mangle -A INPUT \
 355         -m mark --mark $from_link/$MASK_FROM \
 356         -j MARK --or-mark $fwd_link
 357
 358 ## Now it's safe to let stuff through.
 359 for i in PREROUTING INPUT FORWARD OUTPUT POSTROUTING; do
 360   run ip46tables -t mangle -P $i ACCEPT
 361 done
 362
 363 m4_divert(-1)
 364 ###----- That's all, folks --------------------------------------------------