crypto/authenc.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Authenc: Simple AEAD wrapper for IPsec
   4  *
   5  * Copyright (c) 2007-2015 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
   6  */
   7
   8 #include <crypto/internal/aead.h>
   9 #include <crypto/internal/hash.h>
  10 #include <crypto/internal/skcipher.h>
  11 #include <crypto/authenc.h>
  12 #include <crypto/scatterwalk.h>
  13 #include <linux/err.h>
  14 #include <linux/init.h>
  15 #include <linux/kernel.h>
  16 #include <linux/module.h>
  17 #include <linux/rtnetlink.h>
  18 #include <linux/slab.h>
  19 #include <linux/spinlock.h>
  20
  21 struct authenc_instance_ctx {
  22         struct crypto_ahash_spawn auth;
  23         struct crypto_skcipher_spawn enc;
  24         unsigned int reqoff;
  25 };
  26
  27 struct crypto_authenc_ctx {
  28         struct crypto_ahash *auth;
  29         struct crypto_skcipher *enc;
  30 };
  31
  32 struct authenc_request_ctx {
  33         struct scatterlist src[2];
  34         struct scatterlist dst[2];
  35         char tail[];
  36 };
  37
  38 static void authenc_request_complete(struct aead_request *req, int err)
  39 {
  40         if (err != -EINPROGRESS)
  41                 aead_request_complete(req, err);
  42 }
  43
  44 int crypto_authenc_extractkeys(struct crypto_authenc_keys *keys, const u8 *key,
  45                                unsigned int keylen)
  46 {
  47         struct rtattr *rta = (struct rtattr *)key;
  48         struct crypto_authenc_key_param *param;
  49
  50         if (!RTA_OK(rta, keylen))
  51                 return -EINVAL;
  52         if (rta->rta_type != CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM)
  53                 return -EINVAL;
  54
  55         /*
  56          * RTA_OK() didn't align the rtattr's payload when validating that it
  57          * fits in the buffer.  Yet, the keys should start on the next 4-byte
  58          * aligned boundary.  To avoid confusion, require that the rtattr
  59          * payload be exactly the param struct, which has a 4-byte aligned size.
  60          */
  61         if (RTA_PAYLOAD(rta) != sizeof(*param))
  62                 return -EINVAL;
  63         BUILD_BUG_ON(sizeof(*param) % RTA_ALIGNTO);
  64
  65         param = RTA_DATA(rta);
  66         keys->enckeylen = be32_to_cpu(param->enckeylen);
  67
  68         key += rta->rta_len;
  69         keylen -= rta->rta_len;
  70
  71         if (keylen < keys->enckeylen)
  72                 return -EINVAL;
  73
  74         keys->authkeylen = keylen - keys->enckeylen;
  75         keys->authkey = key;
  76         keys->enckey = key + keys->authkeylen;
  77
  78         return 0;
  79 }
  80 EXPORT_SYMBOL_GPL(crypto_authenc_extractkeys);
  81
  82 static int crypto_authenc_setkey(struct crypto_aead *authenc, const u8 *key,
  83                                  unsigned int keylen)
  84 {
  85         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
  86         struct crypto_ahash *auth = ctx->auth;
  87         struct crypto_skcipher *enc = ctx->enc;
  88         struct crypto_authenc_keys keys;
  89         int err = -EINVAL;
  90
  91         if (crypto_authenc_extractkeys(&keys, key, keylen) != 0)
  92                 goto out;
  93
  94         crypto_ahash_clear_flags(auth, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
  95         crypto_ahash_set_flags(auth, crypto_aead_get_flags(authenc) &
  96                                     CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
  97         err = crypto_ahash_setkey(auth, keys.authkey, keys.authkeylen);
  98         if (err)
  99                 goto out;
 100
 101         crypto_skcipher_clear_flags(enc, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 102         crypto_skcipher_set_flags(enc, crypto_aead_get_flags(authenc) &
 103                                        CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 104         err = crypto_skcipher_setkey(enc, keys.enckey, keys.enckeylen);
 105 out:
 106         memzero_explicit(&keys, sizeof(keys));
 107         return err;
 108 }
 109
 110 static void authenc_geniv_ahash_done(void *data, int err)
 111 {
 112         struct aead_request *req = data;
 113         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
 114         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(authenc);
 115         struct authenc_instance_ctx *ictx = aead_instance_ctx(inst);
 116         struct authenc_request_ctx *areq_ctx = aead_request_ctx(req);
 117         struct ahash_request *ahreq = (void *)(areq_ctx->tail + ictx->reqoff);
 118
 119         if (err)
 120                 goto out;
 121
 122         scatterwalk_map_and_copy(ahreq->result, req->dst,
 123                                  req->assoclen + req->cryptlen,
 124                                  crypto_aead_authsize(authenc), 1);
 125
 126 out:
 127         aead_request_complete(req, err);
 128 }
 129
 130 static int crypto_authenc_genicv(struct aead_request *req, unsigned int flags)
 131 {
 132         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
 133         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(authenc);
 134         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
 135         struct authenc_instance_ctx *ictx = aead_instance_ctx(inst);
 136         struct crypto_ahash *auth = ctx->auth;
 137         struct authenc_request_ctx *areq_ctx = aead_request_ctx(req);
 138         struct ahash_request *ahreq = (void *)(areq_ctx->tail + ictx->reqoff);
 139         u8 *hash = areq_ctx->tail;
 140         int err;
 141
 142         ahash_request_set_tfm(ahreq, auth);
 143         ahash_request_set_crypt(ahreq, req->dst, hash,
 144                                 req->assoclen + req->cryptlen);
 145         ahash_request_set_callback(ahreq, flags,
 146                                    authenc_geniv_ahash_done, req);
 147
 148         err = crypto_ahash_digest(ahreq);
 149         if (err)
 150                 return err;
 151
 152         scatterwalk_map_and_copy(hash, req->dst, req->assoclen + req->cryptlen,
 153                                  crypto_aead_authsize(authenc), 1);
 154
 155         return 0;
 156 }
 157
 158 static void crypto_authenc_encrypt_done(void *data, int err)
 159 {
 160         struct aead_request *areq = data;
 161
 162         if (err)
 163                 goto out;
 164
 165         err = crypto_authenc_genicv(areq, 0);
 166
 167 out:
 168         authenc_request_complete(areq, err);
 169 }
 170
 171 static int crypto_authenc_encrypt(struct aead_request *req)
 172 {
 173         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
 174         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(authenc);
 175         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
 176         struct authenc_instance_ctx *ictx = aead_instance_ctx(inst);
 177         struct authenc_request_ctx *areq_ctx = aead_request_ctx(req);
 178         struct crypto_skcipher *enc = ctx->enc;
 179         unsigned int cryptlen = req->cryptlen;
 180         struct skcipher_request *skreq = (void *)(areq_ctx->tail +
 181                                                   ictx->reqoff);
 182         struct scatterlist *src, *dst;
 183         int err;
 184
 185         src = scatterwalk_ffwd(areq_ctx->src, req->src, req->assoclen);
 186         dst = src;
 187
 188         if (req->src != req->dst) {
 189                 memcpy_sglist(req->dst, req->src, req->assoclen);
 190                 dst = scatterwalk_ffwd(areq_ctx->dst, req->dst, req->assoclen);
 191         }
 192
 193         skcipher_request_set_tfm(skreq, enc);
 194         skcipher_request_set_callback(skreq, aead_request_flags(req),
 195                                       crypto_authenc_encrypt_done, req);
 196         skcipher_request_set_crypt(skreq, src, dst, cryptlen, req->iv);
 197
 198         err = crypto_skcipher_encrypt(skreq);
 199         if (err)
 200                 return err;
 201
 202         return crypto_authenc_genicv(req, aead_request_flags(req));
 203 }
 204
 205 static int crypto_authenc_decrypt_tail(struct aead_request *req,
 206                                        unsigned int flags)
 207 {
 208         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
 209         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(authenc);
 210         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
 211         struct authenc_instance_ctx *ictx = aead_instance_ctx(inst);
 212         struct authenc_request_ctx *areq_ctx = aead_request_ctx(req);
 213         struct ahash_request *ahreq = (void *)(areq_ctx->tail + ictx->reqoff);
 214         struct skcipher_request *skreq = (void *)(areq_ctx->tail +
 215                                                   ictx->reqoff);
 216         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(authenc);
 217         u8 *ihash = ahreq->result + authsize;
 218         struct scatterlist *src, *dst;
 219
 220         scatterwalk_map_and_copy(ihash, req->src, ahreq->nbytes, authsize, 0);
 221
 222         if (crypto_memneq(ihash, ahreq->result, authsize))
 223                 return -EBADMSG;
 224
 225         src = scatterwalk_ffwd(areq_ctx->src, req->src, req->assoclen);
 226         dst = src;
 227
 228         if (req->src != req->dst)
 229                 dst = scatterwalk_ffwd(areq_ctx->dst, req->dst, req->assoclen);
 230
 231         skcipher_request_set_tfm(skreq, ctx->enc);
 232         skcipher_request_set_callback(skreq, flags,
 233                                       req->base.complete, req->base.data);
 234         skcipher_request_set_crypt(skreq, src, dst,
 235                                    req->cryptlen - authsize, req->iv);
 236
 237         return crypto_skcipher_decrypt(skreq);
 238 }
 239
 240 static void authenc_verify_ahash_done(void *data, int err)
 241 {
 242         struct aead_request *req = data;
 243
 244         if (err)
 245                 goto out;
 246
 247         err = crypto_authenc_decrypt_tail(req, 0);
 248
 249 out:
 250         authenc_request_complete(req, err);
 251 }
 252
 253 static int crypto_authenc_decrypt(struct aead_request *req)
 254 {
 255         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
 256         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(authenc);
 257         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(authenc);
 258         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
 259         struct authenc_instance_ctx *ictx = aead_instance_ctx(inst);
 260         struct crypto_ahash *auth = ctx->auth;
 261         struct authenc_request_ctx *areq_ctx = aead_request_ctx(req);
 262         struct ahash_request *ahreq = (void *)(areq_ctx->tail + ictx->reqoff);
 263         u8 *hash = areq_ctx->tail;
 264         int err;
 265
 266         ahash_request_set_tfm(ahreq, auth);
 267         ahash_request_set_crypt(ahreq, req->src, hash,
 268                                 req->assoclen + req->cryptlen - authsize);
 269         ahash_request_set_callback(ahreq, aead_request_flags(req),
 270                                    authenc_verify_ahash_done, req);
 271
 272         err = crypto_ahash_digest(ahreq);
 273         if (err)
 274                 return err;
 275
 276         return crypto_authenc_decrypt_tail(req, aead_request_flags(req));
 277 }
 278
 279 static int crypto_authenc_init_tfm(struct crypto_aead *tfm)
 280 {
 281         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(tfm);
 282         struct authenc_instance_ctx *ictx = aead_instance_ctx(inst);
 283         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
 284         struct crypto_ahash *auth;
 285         struct crypto_skcipher *enc;
 286         int err;
 287
 288         auth = crypto_spawn_ahash(&ictx->auth);
 289         if (IS_ERR(auth))
 290                 return PTR_ERR(auth);
 291
 292         enc = crypto_spawn_skcipher(&ictx->enc);
 293         err = PTR_ERR(enc);
 294         if (IS_ERR(enc))
 295                 goto err_free_ahash;
 296
 297         ctx->auth = auth;
 298         ctx->enc = enc;
 299
 300         crypto_aead_set_reqsize(
 301                 tfm,
 302                 sizeof(struct authenc_request_ctx) +
 303                 ictx->reqoff +
 304                 max_t(unsigned int,
 305                       crypto_ahash_reqsize(auth) +
 306                       sizeof(struct ahash_request),
 307                       sizeof(struct skcipher_request) +
 308                       crypto_skcipher_reqsize(enc)));
 309
 310         return 0;
 311
 312 err_free_ahash:
 313         crypto_free_ahash(auth);
 314         return err;
 315 }
 316
 317 static void crypto_authenc_exit_tfm(struct crypto_aead *tfm)
 318 {
 319         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
 320
 321         crypto_free_ahash(ctx->auth);
 322         crypto_free_skcipher(ctx->enc);
 323 }
 324
 325 static void crypto_authenc_free(struct aead_instance *inst)
 326 {
 327         struct authenc_instance_ctx *ctx = aead_instance_ctx(inst);
 328
 329         crypto_drop_skcipher(&ctx->enc);
 330         crypto_drop_ahash(&ctx->auth);
 331         kfree(inst);
 332 }
 333
 334 static int crypto_authenc_create(struct crypto_template *tmpl,
 335                                  struct rtattr **tb)
 336 {
 337         u32 mask;
 338         struct aead_instance *inst;
 339         struct authenc_instance_ctx *ctx;
 340         struct skcipher_alg_common *enc;
 341         struct hash_alg_common *auth;
 342         struct crypto_alg *auth_base;
 343         int err;
 344
 345         err = crypto_check_attr_type(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD, &mask);
 346         if (err)
 347                 return err;
 348
 349         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 350         if (!inst)
 351                 return -ENOMEM;
 352         ctx = aead_instance_ctx(inst);
 353
 354         err = crypto_grab_ahash(&ctx->auth, aead_crypto_instance(inst),
 355                                 crypto_attr_alg_name(tb[1]), 0, mask);
 356         if (err)
 357                 goto err_free_inst;
 358         auth = crypto_spawn_ahash_alg(&ctx->auth);
 359         auth_base = &auth->base;
 360
 361         err = crypto_grab_skcipher(&ctx->enc, aead_crypto_instance(inst),
 362                                    crypto_attr_alg_name(tb[2]), 0, mask);
 363         if (err)
 364                 goto err_free_inst;
 365         enc = crypto_spawn_skcipher_alg_common(&ctx->enc);
 366
 367         ctx->reqoff = 2 * auth->digestsize;
 368
 369         err = -ENAMETOOLONG;
 370         if (snprintf(inst->alg.base.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
 371                      "authenc(%s,%s)", auth_base->cra_name,
 372                      enc->base.cra_name) >=
 373             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
 374                 goto err_free_inst;
 375
 376         if (snprintf(inst->alg.base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
 377                      "authenc(%s,%s)", auth_base->cra_driver_name,
 378                      enc->base.cra_driver_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
 379                 goto err_free_inst;
 380
 381         inst->alg.base.cra_priority = enc->base.cra_priority * 10 +
 382                                       auth_base->cra_priority;
 383         inst->alg.base.cra_blocksize = enc->base.cra_blocksize;
 384         inst->alg.base.cra_alignmask = enc->base.cra_alignmask;
 385         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_authenc_ctx);
 386
 387         inst->alg.ivsize = enc->ivsize;
 388         inst->alg.chunksize = enc->chunksize;
 389         inst->alg.maxauthsize = auth->digestsize;
 390
 391         inst->alg.init = crypto_authenc_init_tfm;
 392         inst->alg.exit = crypto_authenc_exit_tfm;
 393
 394         inst->alg.setkey = crypto_authenc_setkey;
 395         inst->alg.encrypt = crypto_authenc_encrypt;
 396         inst->alg.decrypt = crypto_authenc_decrypt;
 397
 398         inst->free = crypto_authenc_free;
 399
 400         err = aead_register_instance(tmpl, inst);
 401         if (err) {
 402 err_free_inst:
 403                 crypto_authenc_free(inst);
 404         }
 405         return err;
 406 }
 407
 408 static struct crypto_template crypto_authenc_tmpl = {
 409         .name = "authenc",
 410         .create = crypto_authenc_create,
 411         .module = THIS_MODULE,
 412 };
 413
 414 static int __init crypto_authenc_module_init(void)
 415 {
 416         return crypto_register_template(&crypto_authenc_tmpl);
 417 }
 418
 419 static void __exit crypto_authenc_module_exit(void)
 420 {
 421         crypto_unregister_template(&crypto_authenc_tmpl);
 422 }
 423
 424 module_init(crypto_authenc_module_init);
 425 module_exit(crypto_authenc_module_exit);
 426
 427 MODULE_LICENSE("GPL");
 428 MODULE_DESCRIPTION("Simple AEAD wrapper for IPsec");
 429 MODULE_ALIAS_CRYPTO("authenc");