xref: /openbmc/linux/net/ceph/crypto.c (revision f3a8b664)
1 
2 #include <linux/ceph/ceph_debug.h>
3 
4 #include <linux/err.h>
5 #include <linux/scatterlist.h>
6 #include <linux/slab.h>
7 #include <crypto/aes.h>
8 #include <crypto/skcipher.h>
9 #include <linux/key-type.h>
10 
11 #include <keys/ceph-type.h>
12 #include <keys/user-type.h>
13 #include <linux/ceph/decode.h>
14 #include "crypto.h"
15 
16 int ceph_crypto_key_clone(struct ceph_crypto_key *dst,
17 			  const struct ceph_crypto_key *src)
18 {
19 	memcpy(dst, src, sizeof(struct ceph_crypto_key));
20 	dst->key = kmemdup(src->key, src->len, GFP_NOFS);
21 	if (!dst->key)
22 		return -ENOMEM;
23 	return 0;
24 }
25 
26 int ceph_crypto_key_encode(struct ceph_crypto_key *key, void **p, void *end)
27 {
28 	if (*p + sizeof(u16) + sizeof(key->created) +
29 	    sizeof(u16) + key->len > end)
30 		return -ERANGE;
31 	ceph_encode_16(p, key->type);
32 	ceph_encode_copy(p, &key->created, sizeof(key->created));
33 	ceph_encode_16(p, key->len);
34 	ceph_encode_copy(p, key->key, key->len);
35 	return 0;
36 }
37 
38 int ceph_crypto_key_decode(struct ceph_crypto_key *key, void **p, void *end)
39 {
40 	ceph_decode_need(p, end, 2*sizeof(u16) + sizeof(key->created), bad);
41 	key->type = ceph_decode_16(p);
42 	ceph_decode_copy(p, &key->created, sizeof(key->created));
43 	key->len = ceph_decode_16(p);
44 	ceph_decode_need(p, end, key->len, bad);
45 	key->key = kmalloc(key->len, GFP_NOFS);
46 	if (!key->key)
47 		return -ENOMEM;
48 	ceph_decode_copy(p, key->key, key->len);
49 	return 0;
50 
51 bad:
52 	dout("failed to decode crypto key\n");
53 	return -EINVAL;
54 }
55 
56 int ceph_crypto_key_unarmor(struct ceph_crypto_key *key, const char *inkey)
57 {
58 	int inlen = strlen(inkey);
59 	int blen = inlen * 3 / 4;
60 	void *buf, *p;
61 	int ret;
62 
63 	dout("crypto_key_unarmor %s\n", inkey);
64 	buf = kmalloc(blen, GFP_NOFS);
65 	if (!buf)
66 		return -ENOMEM;
67 	blen = ceph_unarmor(buf, inkey, inkey+inlen);
68 	if (blen < 0) {
69 		kfree(buf);
70 		return blen;
71 	}
72 
73 	p = buf;
74 	ret = ceph_crypto_key_decode(key, &p, p + blen);
75 	kfree(buf);
76 	if (ret)
77 		return ret;
78 	dout("crypto_key_unarmor key %p type %d len %d\n", key,
79 	     key->type, key->len);
80 	return 0;
81 }
82 
83 static struct crypto_skcipher *ceph_crypto_alloc_cipher(void)
84 {
85 	return crypto_alloc_skcipher("cbc(aes)", 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
86 }
87 
88 static const u8 *aes_iv = (u8 *)CEPH_AES_IV;
89 
90 /*
91  * Should be used for buffers allocated with ceph_kvmalloc().
92  * Currently these are encrypt out-buffer (ceph_buffer) and decrypt
93  * in-buffer (msg front).
94  *
95  * Dispose of @sgt with teardown_sgtable().
96  *
97  * @prealloc_sg is to avoid memory allocation inside sg_alloc_table()
98  * in cases where a single sg is sufficient.  No attempt to reduce the
99  * number of sgs by squeezing physically contiguous pages together is
100  * made though, for simplicity.
101  */
102 static int setup_sgtable(struct sg_table *sgt, struct scatterlist *prealloc_sg,
103 			 const void *buf, unsigned int buf_len)
104 {
105 	struct scatterlist *sg;
106 	const bool is_vmalloc = is_vmalloc_addr(buf);
107 	unsigned int off = offset_in_page(buf);
108 	unsigned int chunk_cnt = 1;
109 	unsigned int chunk_len = PAGE_ALIGN(off + buf_len);
110 	int i;
111 	int ret;
112 
113 	if (buf_len == 0) {
114 		memset(sgt, 0, sizeof(*sgt));
115 		return -EINVAL;
116 	}
117 
118 	if (is_vmalloc) {
119 		chunk_cnt = chunk_len >> PAGE_SHIFT;
120 		chunk_len = PAGE_SIZE;
121 	}
122 
123 	if (chunk_cnt > 1) {
124 		ret = sg_alloc_table(sgt, chunk_cnt, GFP_NOFS);
125 		if (ret)
126 			return ret;
127 	} else {
128 		WARN_ON(chunk_cnt != 1);
129 		sg_init_table(prealloc_sg, 1);
130 		sgt->sgl = prealloc_sg;
131 		sgt->nents = sgt->orig_nents = 1;
132 	}
133 
134 	for_each_sg(sgt->sgl, sg, sgt->orig_nents, i) {
135 		struct page *page;
136 		unsigned int len = min(chunk_len - off, buf_len);
137 
138 		if (is_vmalloc)
139 			page = vmalloc_to_page(buf);
140 		else
141 			page = virt_to_page(buf);
142 
143 		sg_set_page(sg, page, len, off);
144 
145 		off = 0;
146 		buf += len;
147 		buf_len -= len;
148 	}
149 	WARN_ON(buf_len != 0);
150 
151 	return 0;
152 }
153 
154 static void teardown_sgtable(struct sg_table *sgt)
155 {
156 	if (sgt->orig_nents > 1)
157 		sg_free_table(sgt);
158 }
159 
160 static int ceph_aes_encrypt(const void *key, int key_len,
161 			    void *dst, size_t *dst_len,
162 			    const void *src, size_t src_len)
163 {
164 	struct scatterlist sg_in[2], prealloc_sg;
165 	struct sg_table sg_out;
166 	struct crypto_skcipher *tfm = ceph_crypto_alloc_cipher();
167 	SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(req, tfm);
168 	int ret;
169 	char iv[AES_BLOCK_SIZE];
170 	size_t zero_padding = (0x10 - (src_len & 0x0f));
171 	char pad[16];
172 
173 	if (IS_ERR(tfm))
174 		return PTR_ERR(tfm);
175 
176 	memset(pad, zero_padding, zero_padding);
177 
178 	*dst_len = src_len + zero_padding;
179 
180 	sg_init_table(sg_in, 2);
181 	sg_set_buf(&sg_in[0], src, src_len);
182 	sg_set_buf(&sg_in[1], pad, zero_padding);
183 	ret = setup_sgtable(&sg_out, &prealloc_sg, dst, *dst_len);
184 	if (ret)
185 		goto out_tfm;
186 
187 	crypto_skcipher_setkey((void *)tfm, key, key_len);
188 	memcpy(iv, aes_iv, AES_BLOCK_SIZE);
189 
190 	skcipher_request_set_tfm(req, tfm);
191 	skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
192 	skcipher_request_set_crypt(req, sg_in, sg_out.sgl,
193 				   src_len + zero_padding, iv);
194 
195 	/*
196 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc key: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
197 		       key, key_len, 1);
198 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc src: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
199 			src, src_len, 1);
200 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc pad: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
201 			pad, zero_padding, 1);
202 	*/
203 	ret = crypto_skcipher_encrypt(req);
204 	skcipher_request_zero(req);
205 	if (ret < 0) {
206 		pr_err("ceph_aes_crypt failed %d\n", ret);
207 		goto out_sg;
208 	}
209 	/*
210 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc out: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
211 		       dst, *dst_len, 1);
212 	*/
213 
214 out_sg:
215 	teardown_sgtable(&sg_out);
216 out_tfm:
217 	crypto_free_skcipher(tfm);
218 	return ret;
219 }
220 
221 static int ceph_aes_encrypt2(const void *key, int key_len, void *dst,
222 			     size_t *dst_len,
223 			     const void *src1, size_t src1_len,
224 			     const void *src2, size_t src2_len)
225 {
226 	struct scatterlist sg_in[3], prealloc_sg;
227 	struct sg_table sg_out;
228 	struct crypto_skcipher *tfm = ceph_crypto_alloc_cipher();
229 	SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(req, tfm);
230 	int ret;
231 	char iv[AES_BLOCK_SIZE];
232 	size_t zero_padding = (0x10 - ((src1_len + src2_len) & 0x0f));
233 	char pad[16];
234 
235 	if (IS_ERR(tfm))
236 		return PTR_ERR(tfm);
237 
238 	memset(pad, zero_padding, zero_padding);
239 
240 	*dst_len = src1_len + src2_len + zero_padding;
241 
242 	sg_init_table(sg_in, 3);
243 	sg_set_buf(&sg_in[0], src1, src1_len);
244 	sg_set_buf(&sg_in[1], src2, src2_len);
245 	sg_set_buf(&sg_in[2], pad, zero_padding);
246 	ret = setup_sgtable(&sg_out, &prealloc_sg, dst, *dst_len);
247 	if (ret)
248 		goto out_tfm;
249 
250 	crypto_skcipher_setkey((void *)tfm, key, key_len);
251 	memcpy(iv, aes_iv, AES_BLOCK_SIZE);
252 
253 	skcipher_request_set_tfm(req, tfm);
254 	skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
255 	skcipher_request_set_crypt(req, sg_in, sg_out.sgl,
256 				   src1_len + src2_len + zero_padding, iv);
257 
258 	/*
259 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc  key: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
260 		       key, key_len, 1);
261 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc src1: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
262 			src1, src1_len, 1);
263 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc src2: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
264 			src2, src2_len, 1);
265 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc  pad: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
266 			pad, zero_padding, 1);
267 	*/
268 	ret = crypto_skcipher_encrypt(req);
269 	skcipher_request_zero(req);
270 	if (ret < 0) {
271 		pr_err("ceph_aes_crypt2 failed %d\n", ret);
272 		goto out_sg;
273 	}
274 	/*
275 	print_hex_dump(KERN_ERR, "enc  out: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
276 		       dst, *dst_len, 1);
277 	*/
278 
279 out_sg:
280 	teardown_sgtable(&sg_out);
281 out_tfm:
282 	crypto_free_skcipher(tfm);
283 	return ret;
284 }
285 
286 static int ceph_aes_decrypt(const void *key, int key_len,
287 			    void *dst, size_t *dst_len,
288 			    const void *src, size_t src_len)
289 {
290 	struct sg_table sg_in;
291 	struct scatterlist sg_out[2], prealloc_sg;
292 	struct crypto_skcipher *tfm = ceph_crypto_alloc_cipher();
293 	SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(req, tfm);
294 	char pad[16];
295 	char iv[AES_BLOCK_SIZE];
296 	int ret;
297 	int last_byte;
298 
299 	if (IS_ERR(tfm))
300 		return PTR_ERR(tfm);
301 
302 	sg_init_table(sg_out, 2);
303 	sg_set_buf(&sg_out[0], dst, *dst_len);
304 	sg_set_buf(&sg_out[1], pad, sizeof(pad));
305 	ret = setup_sgtable(&sg_in, &prealloc_sg, src, src_len);
306 	if (ret)
307 		goto out_tfm;
308 
309 	crypto_skcipher_setkey((void *)tfm, key, key_len);
310 	memcpy(iv, aes_iv, AES_BLOCK_SIZE);
311 
312 	skcipher_request_set_tfm(req, tfm);
313 	skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
314 	skcipher_request_set_crypt(req, sg_in.sgl, sg_out,
315 				   src_len, iv);
316 
317 	/*
318 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec key: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
319 		       key, key_len, 1);
320 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec  in: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
321 		       src, src_len, 1);
322 	*/
323 	ret = crypto_skcipher_decrypt(req);
324 	skcipher_request_zero(req);
325 	if (ret < 0) {
326 		pr_err("ceph_aes_decrypt failed %d\n", ret);
327 		goto out_sg;
328 	}
329 
330 	if (src_len <= *dst_len)
331 		last_byte = ((char *)dst)[src_len - 1];
332 	else
333 		last_byte = pad[src_len - *dst_len - 1];
334 	if (last_byte <= 16 && src_len >= last_byte) {
335 		*dst_len = src_len - last_byte;
336 	} else {
337 		pr_err("ceph_aes_decrypt got bad padding %d on src len %d\n",
338 		       last_byte, (int)src_len);
339 		return -EPERM;  /* bad padding */
340 	}
341 	/*
342 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec out: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
343 		       dst, *dst_len, 1);
344 	*/
345 
346 out_sg:
347 	teardown_sgtable(&sg_in);
348 out_tfm:
349 	crypto_free_skcipher(tfm);
350 	return ret;
351 }
352 
353 static int ceph_aes_decrypt2(const void *key, int key_len,
354 			     void *dst1, size_t *dst1_len,
355 			     void *dst2, size_t *dst2_len,
356 			     const void *src, size_t src_len)
357 {
358 	struct sg_table sg_in;
359 	struct scatterlist sg_out[3], prealloc_sg;
360 	struct crypto_skcipher *tfm = ceph_crypto_alloc_cipher();
361 	SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(req, tfm);
362 	char pad[16];
363 	char iv[AES_BLOCK_SIZE];
364 	int ret;
365 	int last_byte;
366 
367 	if (IS_ERR(tfm))
368 		return PTR_ERR(tfm);
369 
370 	sg_init_table(sg_out, 3);
371 	sg_set_buf(&sg_out[0], dst1, *dst1_len);
372 	sg_set_buf(&sg_out[1], dst2, *dst2_len);
373 	sg_set_buf(&sg_out[2], pad, sizeof(pad));
374 	ret = setup_sgtable(&sg_in, &prealloc_sg, src, src_len);
375 	if (ret)
376 		goto out_tfm;
377 
378 	crypto_skcipher_setkey((void *)tfm, key, key_len);
379 	memcpy(iv, aes_iv, AES_BLOCK_SIZE);
380 
381 	skcipher_request_set_tfm(req, tfm);
382 	skcipher_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
383 	skcipher_request_set_crypt(req, sg_in.sgl, sg_out,
384 				   src_len, iv);
385 
386 	/*
387 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec  key: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
388 		       key, key_len, 1);
389 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec   in: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
390 		       src, src_len, 1);
391 	*/
392 	ret = crypto_skcipher_decrypt(req);
393 	skcipher_request_zero(req);
394 	if (ret < 0) {
395 		pr_err("ceph_aes_decrypt failed %d\n", ret);
396 		goto out_sg;
397 	}
398 
399 	if (src_len <= *dst1_len)
400 		last_byte = ((char *)dst1)[src_len - 1];
401 	else if (src_len <= *dst1_len + *dst2_len)
402 		last_byte = ((char *)dst2)[src_len - *dst1_len - 1];
403 	else
404 		last_byte = pad[src_len - *dst1_len - *dst2_len - 1];
405 	if (last_byte <= 16 && src_len >= last_byte) {
406 		src_len -= last_byte;
407 	} else {
408 		pr_err("ceph_aes_decrypt got bad padding %d on src len %d\n",
409 		       last_byte, (int)src_len);
410 		return -EPERM;  /* bad padding */
411 	}
412 
413 	if (src_len < *dst1_len) {
414 		*dst1_len = src_len;
415 		*dst2_len = 0;
416 	} else {
417 		*dst2_len = src_len - *dst1_len;
418 	}
419 	/*
420 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec  out1: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
421 		       dst1, *dst1_len, 1);
422 	print_hex_dump(KERN_ERR, "dec  out2: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
423 		       dst2, *dst2_len, 1);
424 	*/
425 
426 out_sg:
427 	teardown_sgtable(&sg_in);
428 out_tfm:
429 	crypto_free_skcipher(tfm);
430 	return ret;
431 }
432 
433 
434 int ceph_decrypt(struct ceph_crypto_key *secret, void *dst, size_t *dst_len,
435 		 const void *src, size_t src_len)
436 {
437 	switch (secret->type) {
438 	case CEPH_CRYPTO_NONE:
439 		if (*dst_len < src_len)
440 			return -ERANGE;
441 		memcpy(dst, src, src_len);
442 		*dst_len = src_len;
443 		return 0;
444 
445 	case CEPH_CRYPTO_AES:
446 		return ceph_aes_decrypt(secret->key, secret->len, dst,
447 					dst_len, src, src_len);
448 
449 	default:
450 		return -EINVAL;
451 	}
452 }
453 
454 int ceph_decrypt2(struct ceph_crypto_key *secret,
455 			void *dst1, size_t *dst1_len,
456 			void *dst2, size_t *dst2_len,
457 			const void *src, size_t src_len)
458 {
459 	size_t t;
460 
461 	switch (secret->type) {
462 	case CEPH_CRYPTO_NONE:
463 		if (*dst1_len + *dst2_len < src_len)
464 			return -ERANGE;
465 		t = min(*dst1_len, src_len);
466 		memcpy(dst1, src, t);
467 		*dst1_len = t;
468 		src += t;
469 		src_len -= t;
470 		if (src_len) {
471 			t = min(*dst2_len, src_len);
472 			memcpy(dst2, src, t);
473 			*dst2_len = t;
474 		}
475 		return 0;
476 
477 	case CEPH_CRYPTO_AES:
478 		return ceph_aes_decrypt2(secret->key, secret->len,
479 					 dst1, dst1_len, dst2, dst2_len,
480 					 src, src_len);
481 
482 	default:
483 		return -EINVAL;
484 	}
485 }
486 
487 int ceph_encrypt(struct ceph_crypto_key *secret, void *dst, size_t *dst_len,
488 		 const void *src, size_t src_len)
489 {
490 	switch (secret->type) {
491 	case CEPH_CRYPTO_NONE:
492 		if (*dst_len < src_len)
493 			return -ERANGE;
494 		memcpy(dst, src, src_len);
495 		*dst_len = src_len;
496 		return 0;
497 
498 	case CEPH_CRYPTO_AES:
499 		return ceph_aes_encrypt(secret->key, secret->len, dst,
500 					dst_len, src, src_len);
501 
502 	default:
503 		return -EINVAL;
504 	}
505 }
506 
507 int ceph_encrypt2(struct ceph_crypto_key *secret, void *dst, size_t *dst_len,
508 		  const void *src1, size_t src1_len,
509 		  const void *src2, size_t src2_len)
510 {
511 	switch (secret->type) {
512 	case CEPH_CRYPTO_NONE:
513 		if (*dst_len < src1_len + src2_len)
514 			return -ERANGE;
515 		memcpy(dst, src1, src1_len);
516 		memcpy(dst + src1_len, src2, src2_len);
517 		*dst_len = src1_len + src2_len;
518 		return 0;
519 
520 	case CEPH_CRYPTO_AES:
521 		return ceph_aes_encrypt2(secret->key, secret->len, dst, dst_len,
522 					 src1, src1_len, src2, src2_len);
523 
524 	default:
525 		return -EINVAL;
526 	}
527 }
528 
529 static int ceph_key_preparse(struct key_preparsed_payload *prep)
530 {
531 	struct ceph_crypto_key *ckey;
532 	size_t datalen = prep->datalen;
533 	int ret;
534 	void *p;
535 
536 	ret = -EINVAL;
537 	if (datalen <= 0 || datalen > 32767 || !prep->data)
538 		goto err;
539 
540 	ret = -ENOMEM;
541 	ckey = kmalloc(sizeof(*ckey), GFP_KERNEL);
542 	if (!ckey)
543 		goto err;
544 
545 	/* TODO ceph_crypto_key_decode should really take const input */
546 	p = (void *)prep->data;
547 	ret = ceph_crypto_key_decode(ckey, &p, (char*)prep->data+datalen);
548 	if (ret < 0)
549 		goto err_ckey;
550 
551 	prep->payload.data[0] = ckey;
552 	prep->quotalen = datalen;
553 	return 0;
554 
555 err_ckey:
556 	kfree(ckey);
557 err:
558 	return ret;
559 }
560 
561 static void ceph_key_free_preparse(struct key_preparsed_payload *prep)
562 {
563 	struct ceph_crypto_key *ckey = prep->payload.data[0];
564 	ceph_crypto_key_destroy(ckey);
565 	kfree(ckey);
566 }
567 
568 static void ceph_key_destroy(struct key *key)
569 {
570 	struct ceph_crypto_key *ckey = key->payload.data[0];
571 
572 	ceph_crypto_key_destroy(ckey);
573 	kfree(ckey);
574 }
575 
576 struct key_type key_type_ceph = {
577 	.name		= "ceph",
578 	.preparse	= ceph_key_preparse,
579 	.free_preparse	= ceph_key_free_preparse,
580 	.instantiate	= generic_key_instantiate,
581 	.destroy	= ceph_key_destroy,
582 };
583 
584 int ceph_crypto_init(void) {
585 	return register_key_type(&key_type_ceph);
586 }
587 
588 void ceph_crypto_shutdown(void) {
589 	unregister_key_type(&key_type_ceph);
590 }
591