xref: /openbmc/linux/drivers/net/wireguard/noise.h (revision 11a7686aa99c7fe4b3f80f6dcccd54129817984d)
1e7096c13SJason A. Donenfeld /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2e7096c13SJason A. Donenfeld /*
3e7096c13SJason A. Donenfeld  * Copyright (C) 2015-2019 Jason A. Donenfeld <Jason@zx2c4.com>. All Rights Reserved.
4e7096c13SJason A. Donenfeld  */
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8e7096c13SJason A. Donenfeld #include "messages.h"
9e7096c13SJason A. Donenfeld #include "peerlookup.h"
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11e7096c13SJason A. Donenfeld #include <linux/types.h>
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18e7096c13SJason A. Donenfeld union noise_counter {
19e7096c13SJason A. Donenfeld 	struct {
20e7096c13SJason A. Donenfeld 		u64 counter;
21e7096c13SJason A. Donenfeld 		unsigned long backtrack[COUNTER_BITS_TOTAL / BITS_PER_LONG];
22e7096c13SJason A. Donenfeld 		spinlock_t lock;
23e7096c13SJason A. Donenfeld 	} receive;
24e7096c13SJason A. Donenfeld 	atomic64_t counter;
25e7096c13SJason A. Donenfeld };
26e7096c13SJason A. Donenfeld 
27e7096c13SJason A. Donenfeld struct noise_symmetric_key {
28e7096c13SJason A. Donenfeld 	u8 key[NOISE_SYMMETRIC_KEY_LEN];
29e7096c13SJason A. Donenfeld 	union noise_counter counter;
30e7096c13SJason A. Donenfeld 	u64 birthdate;
31e7096c13SJason A. Donenfeld 	bool is_valid;
32e7096c13SJason A. Donenfeld };
33e7096c13SJason A. Donenfeld 
34e7096c13SJason A. Donenfeld struct noise_keypair {
35e7096c13SJason A. Donenfeld 	struct index_hashtable_entry entry;
36e7096c13SJason A. Donenfeld 	struct noise_symmetric_key sending;
37e7096c13SJason A. Donenfeld 	struct noise_symmetric_key receiving;
38e7096c13SJason A. Donenfeld 	__le32 remote_index;
39e7096c13SJason A. Donenfeld 	bool i_am_the_initiator;
40e7096c13SJason A. Donenfeld 	struct kref refcount;
41e7096c13SJason A. Donenfeld 	struct rcu_head rcu;
42e7096c13SJason A. Donenfeld 	u64 internal_id;
43e7096c13SJason A. Donenfeld };
44e7096c13SJason A. Donenfeld 
45e7096c13SJason A. Donenfeld struct noise_keypairs {
46e7096c13SJason A. Donenfeld 	struct noise_keypair __rcu *current_keypair;
47e7096c13SJason A. Donenfeld 	struct noise_keypair __rcu *previous_keypair;
48e7096c13SJason A. Donenfeld 	struct noise_keypair __rcu *next_keypair;
49e7096c13SJason A. Donenfeld 	spinlock_t keypair_update_lock;
50e7096c13SJason A. Donenfeld };
51e7096c13SJason A. Donenfeld 
52e7096c13SJason A. Donenfeld struct noise_static_identity {
53e7096c13SJason A. Donenfeld 	u8 static_public[NOISE_PUBLIC_KEY_LEN];
54e7096c13SJason A. Donenfeld 	u8 static_private[NOISE_PUBLIC_KEY_LEN];
55e7096c13SJason A. Donenfeld 	struct rw_semaphore lock;
56e7096c13SJason A. Donenfeld 	bool has_identity;
57e7096c13SJason A. Donenfeld };
58e7096c13SJason A. Donenfeld 
59e7096c13SJason A. Donenfeld enum noise_handshake_state {
60e7096c13SJason A. Donenfeld 	HANDSHAKE_ZEROED,
61e7096c13SJason A. Donenfeld 	HANDSHAKE_CREATED_INITIATION,
62e7096c13SJason A. Donenfeld 	HANDSHAKE_CONSUMED_INITIATION,
63e7096c13SJason A. Donenfeld 	HANDSHAKE_CREATED_RESPONSE,
64e7096c13SJason A. Donenfeld 	HANDSHAKE_CONSUMED_RESPONSE
65e7096c13SJason A. Donenfeld };
66e7096c13SJason A. Donenfeld 
67e7096c13SJason A. Donenfeld struct noise_handshake {
68e7096c13SJason A. Donenfeld 	struct index_hashtable_entry entry;
69e7096c13SJason A. Donenfeld 
70e7096c13SJason A. Donenfeld 	enum noise_handshake_state state;
71e7096c13SJason A. Donenfeld 	u64 last_initiation_consumption;
72e7096c13SJason A. Donenfeld 
73e7096c13SJason A. Donenfeld 	struct noise_static_identity *static_identity;
74e7096c13SJason A. Donenfeld 
75e7096c13SJason A. Donenfeld 	u8 ephemeral_private[NOISE_PUBLIC_KEY_LEN];
76e7096c13SJason A. Donenfeld 	u8 remote_static[NOISE_PUBLIC_KEY_LEN];
77e7096c13SJason A. Donenfeld 	u8 remote_ephemeral[NOISE_PUBLIC_KEY_LEN];
78e7096c13SJason A. Donenfeld 	u8 precomputed_static_static[NOISE_PUBLIC_KEY_LEN];
79e7096c13SJason A. Donenfeld 
80e7096c13SJason A. Donenfeld 	u8 preshared_key[NOISE_SYMMETRIC_KEY_LEN];
81e7096c13SJason A. Donenfeld 
82e7096c13SJason A. Donenfeld 	u8 hash[NOISE_HASH_LEN];
83e7096c13SJason A. Donenfeld 	u8 chaining_key[NOISE_HASH_LEN];
84e7096c13SJason A. Donenfeld 
85e7096c13SJason A. Donenfeld 	u8 latest_timestamp[NOISE_TIMESTAMP_LEN];
86e7096c13SJason A. Donenfeld 	__le32 remote_index;
87e7096c13SJason A. Donenfeld 
88e7096c13SJason A. Donenfeld 	/* Protects all members except the immutable (after noise_handshake_
89e7096c13SJason A. Donenfeld 	 * init): remote_static, precomputed_static_static, static_identity.
90e7096c13SJason A. Donenfeld 	 */
91e7096c13SJason A. Donenfeld 	struct rw_semaphore lock;
92e7096c13SJason A. Donenfeld };
93e7096c13SJason A. Donenfeld 
94e7096c13SJason A. Donenfeld struct wg_device;
95e7096c13SJason A. Donenfeld 
96e7096c13SJason A. Donenfeld void wg_noise_init(void);
97*11a7686aSJason A. Donenfeld void wg_noise_handshake_init(struct noise_handshake *handshake,
98e7096c13SJason A. Donenfeld 			     struct noise_static_identity *static_identity,
99e7096c13SJason A. Donenfeld 			     const u8 peer_public_key[NOISE_PUBLIC_KEY_LEN],
100e7096c13SJason A. Donenfeld 			     const u8 peer_preshared_key[NOISE_SYMMETRIC_KEY_LEN],
101e7096c13SJason A. Donenfeld 			     struct wg_peer *peer);
102e7096c13SJason A. Donenfeld void wg_noise_handshake_clear(struct noise_handshake *handshake);
103e7096c13SJason A. Donenfeld static inline void wg_noise_reset_last_sent_handshake(atomic64_t *handshake_ns)
104e7096c13SJason A. Donenfeld {
105e7096c13SJason A. Donenfeld 	atomic64_set(handshake_ns, ktime_get_coarse_boottime_ns() -
106e7096c13SJason A. Donenfeld 				       (u64)(REKEY_TIMEOUT + 1) * NSEC_PER_SEC);
107e7096c13SJason A. Donenfeld }
108e7096c13SJason A. Donenfeld 
109e7096c13SJason A. Donenfeld void wg_noise_keypair_put(struct noise_keypair *keypair, bool unreference_now);
110e7096c13SJason A. Donenfeld struct noise_keypair *wg_noise_keypair_get(struct noise_keypair *keypair);
111e7096c13SJason A. Donenfeld void wg_noise_keypairs_clear(struct noise_keypairs *keypairs);
112e7096c13SJason A. Donenfeld bool wg_noise_received_with_keypair(struct noise_keypairs *keypairs,
113e7096c13SJason A. Donenfeld 				    struct noise_keypair *received_keypair);
114e7096c13SJason A. Donenfeld void wg_noise_expire_current_peer_keypairs(struct wg_peer *peer);
115e7096c13SJason A. Donenfeld 
116e7096c13SJason A. Donenfeld void wg_noise_set_static_identity_private_key(
117e7096c13SJason A. Donenfeld 	struct noise_static_identity *static_identity,
118e7096c13SJason A. Donenfeld 	const u8 private_key[NOISE_PUBLIC_KEY_LEN]);
119*11a7686aSJason A. Donenfeld void wg_noise_precompute_static_static(struct wg_peer *peer);
120e7096c13SJason A. Donenfeld 
121e7096c13SJason A. Donenfeld bool
122e7096c13SJason A. Donenfeld wg_noise_handshake_create_initiation(struct message_handshake_initiation *dst,
123e7096c13SJason A. Donenfeld 				     struct noise_handshake *handshake);
124e7096c13SJason A. Donenfeld struct wg_peer *
125e7096c13SJason A. Donenfeld wg_noise_handshake_consume_initiation(struct message_handshake_initiation *src,
126e7096c13SJason A. Donenfeld 				      struct wg_device *wg);
127e7096c13SJason A. Donenfeld 
128e7096c13SJason A. Donenfeld bool wg_noise_handshake_create_response(struct message_handshake_response *dst,
129e7096c13SJason A. Donenfeld 					struct noise_handshake *handshake);
130e7096c13SJason A. Donenfeld struct wg_peer *
131e7096c13SJason A. Donenfeld wg_noise_handshake_consume_response(struct message_handshake_response *src,
132e7096c13SJason A. Donenfeld 				    struct wg_device *wg);
133e7096c13SJason A. Donenfeld 
134e7096c13SJason A. Donenfeld bool wg_noise_handshake_begin_session(struct noise_handshake *handshake,
135e7096c13SJason A. Donenfeld 				      struct noise_keypairs *keypairs);
136e7096c13SJason A. Donenfeld 
137e7096c13SJason A. Donenfeld #endif /* _WG_NOISE_H */
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